Năng lượng mặt trời - Chương 1

Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu. Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các p

1Chỉång 1: V TRỦ V HÃÛ MÀÛT TRÅÌI 1.1. Cáúu tảo, chuøn âäüng v sỉû dn nåí ca v trủ 1.1.1. Cáúu tảo ca v trủ V trủ m ta biãút bao gäưm vä säú cạc vç sao. Mäùi vç sao l mäüt thiãn thãø phạt sạng, nhỉ màût tråìi ca chụng ta. Quay quanh mäùi vç sao cọ cạc hnh tinh, cạc thiãn thảch, sao chäøi, theo nhỉỵng qu âảo ellip láúy sao lm tiãu âiãøm, nhåì tỉång tạc ca lỉûc háúp dáùn. Quay quanh mäùi hnh tinh cọ cạc vãû tinh, cạc vnh âai hồûc âạm bủi. Mäùi vç sao tảo ra quanh nọ mäüt hãû màût tråìi, nhỉ hãû màût tråìi ca chụng ta. Hng t hãû màût tråìi tủ lải thnh mäüt âạm, do lỉûc háúp dáùn, tảo ra mäüt thiãn h. Thiãn h ca chụng ta âỉåüc gi l Ngán h hay Milky Way, l mäüt trong säú hng t thiãn h trong v trủ quan sạt âỉåüc, thiãn h ca chụng ta gäưm 1011 ngäi sao, cọ hçnh âéa dẻt xồõn äúc, bạn kênh khong = 45.000nas (nas = nàm ạnh sạng = 365,25x24x60x60x300.000 =9,5.1012km). Mäùi hãû màût tråìi quay quanh tám thiãn h våïi täúc âäü hng tràm km/s. Hãû màût tråìi ca chụng ta nàòm trãn rça ngoi ca Ngán h, cạch tám khong 30.000nas, v quay quanh tám Ngán h våïi váûn täúc: vMT= 230km/s. V trủ m ta quan sạt âỉåüc hiãûn nay chỉïa khong 10 t thiãn h, cọ bạn kênh 3.1025m, chỉïa khong 1020 ngäi sao våïi täøng khäúi lỉåüng khong 1050kg. 45000nas 30000nas15000nasHÃÛ MÀÛT TRÅÌI Hinh 1.1. Ngán h v hãû màût tråìi 21.1.2. Sỉû váûn âäüng v dn nåí ca v trủ Âãø täưn tải dỉåïi tạc dủng ca lỉûc háúp dáùn, cạc thiãn thãø trong v trủ phi chuøn âäüng khäng ngỉìng. Cạc hnh tinh tỉû xoay quanh mçnh v quay quanh màût tråìi våïi täúc âäü vi chủc km/s, cạc màût tråìi quay quanh tám thiãn h våïi täúc âäü hng tràm km/s, cạc thiãn h quay quanh tám âải thiãn h våïi täúc âäü hng nghçn km/s. Nàm 1923, khi sỉí dủng kênh thiãn vàn vä tuún ghi phäø bỉïc xả phạt ra tỉì cạc thiãn h, Edwin Hubble nháûn tháúy cạc vảch quang phäø ln dëch chuøn vãư phêa bỉåïc sọng λ di, phêa mu â. Hiãûn tỉåüng dëch vãư phêa â ca bỉïc xả âỉåüc gii thêch bàòng hiãûu ỉïng Doppler, l do cạc thiãn thãø phạt bỉïc xả âang chuøn âäüng ra xa nåi thu bỉïc xả, chuøn âäüng råìi xa nhau ca cạc thiãn h âỉåüc phạt hiãûn tháúy theo mi phỉång, våïi váûn täúc tàng dáưn theo khong cạch giỉỵa chụng. Nhỉ váûy, cạc thiãn thãø trong v trủ âang råìi xa nhau, v v trủ âang dn nåí nhỉ qu bọng âang âỉåüc thäøi càng ra. 1.1.3. Âënh lût Hubble Dỉûa vo thỉûc nghiãûm, Edwin Hubble mä t sỉû dn nåí ca v trủ bàòng âënh lût sau: Mi thiãn thãø trong v trủ âang chuøn âäüng ra xa nhau våïi váûn täúc ωρ t lãû thûn våïi khong cạch r giỉỵa chụng: ωρ = -H.rρ, våïi H≈ 25km/s.106nas l hàòng säú Hubble. Thỉûc tãú hàòng säú Hubble chỉa thãø xạc âënh chênh xạc, chè biãút nọ nàòm trong khong (15÷30)km/s.106nas. 1.2. Sỉû hçnh thnh v trủ v hãû màût tråìi 1.2.1. Thuút Big Bang Thỉûc nghiãûm cho biãút v trủ âang dn nåí, cạc thiãn thãø âang råìi xa nhau. Váûy nãúu âi ngỉåüc lải thåìi gian, cạc thiãn thãø s tiãún lải gáưn nhau, thãø têch v trủ s co dáưn lải. Tải mäüt thåìi âiãøm no âọ, ton bäü v trủ s co lải thnh mäüt cháút âiãøm, cọ khäúi lỉåüng, nàng lỉåüng v nhiãût âäü vä cng låïn. Dỉûa trãn l lûn ny, George Lemaitre ngỉåìi Bè v sau âọ George Gamow cng Alexandre Priedmann ngỉåìi Nga, bàòng cạc phẹp tênh cọ cå såí váût l âụng âàõn, â nãu ra hc thuút vãư sỉû hçnh thnh ca v trủ, gi l thuút Big Bang. Thuút ny cho ràòng v trủ âỉåüc sinh ra cạch âáy khong 15 t nàm tỉì mäüt qu trỉïng cỉûc nh, cọ khäúi lỉåüng (M), nàng lỉåüng (E) v nhiãût âäü (T) cỉûc låïn båíi mäüt vủ näø låïn gi l Big Bang. Vủ 3näø ny tảo ra khäng gian - thåìi gian v ton bäü V trủ, theo quạ trçnh dn nåí nhỉ sau: Bng 1.1. Tọm tàõt lëch sỉí ca V trủ Thåìi gian τ Nhiãût âäü T (K) Thnh pháưn ca V trủ Âàûc âiãøm ca V trủ τ ≤10-43s T≥1032K Mäüt cháút âiãøm cọ M, E, T cỉûc låïn 1 siãu lỉûc, r = 10-35m 10-35s 1027K Chán khäng lỉåüng tỉí, trỉåìng nàng lỉåüng âäưng nháút 2 lỉûc: Âiãûn hảt nhán (HN), háúp dáùn (HD) 10-32s 1025K Dn nåí tảo khäng gian, ngỉng kãút 3 lỉûc: HN, âiãûn tỉì (ÂT) v HD 10-12s 1015K Nhiãût âäü gim, tảo hảt quarks 3 lỉûc: HN, ÂT v HD 10-6s 1013K Tảo photon, âiãûn tỉí, lepton 4 lỉûc: HN, ÂT, Tỉì trỉåìng ú v HD 3phụt 106K Tảo proton, neutron P = uud, n = udd 3.105nàm 104K Tảo nhán H, He He = 2p2n, hảt nhán H 109 nàm 102K Tảo khê H2, He, tinh ván v cạc thiãn h Cọ khê H2, tinh ván 1010nàm 10 K Tảo màût tråìi, hãû MT, tảo cạc ngun täú nàûng Cọ thiãn h, cạc sao, hnh tinh 12.109n 7 K Tảo khê quøn, lủc âëa, nụi Tảo ngun täú nàûng, sao thỉï cáúp, nụi 14.109 n 5 K Tảo nỉåïc, âải dỉång, vi khøn, to, sinh váût Cọ nỉåïc, âải dỉång, sinh váût 15.109n 3 K Tảo âäüng váût, khè, ngỉåìi Sinh váût cao, khè, ngỉåìi 1.2.2. Sỉû hçnh thnh hãû màût tråìi Mäüt t nàm sau vủ näø Big Bang, V trủ dn nåí lm nhiãût âäü gim âãún 100K. Lục ny cạc nhán H, He kãút håüp våïi âiãûn tỉí tảo ra phán tỉí khê H2, He. Cạc khê ny qy tủ thnh tỉìng âạm trong thiãn h. Tỉì mäùi âạm bủi ny, do tạc dủng ca lỉûc háúp dáùn, s dáưn dáưn hçnh thnh mäüt hãû màût tråìi. Hãû màût tråìi ca ta thüc thãú hãû thỉï 3, âỉåüc sinh ra tỉì mäüt âạm máy bủi v khê cọ kêch thỉåïc hng ngn t kilämẹt. 4 Hçnh 1.2. Sỉû hçnh thnh hãû màût tråìi. Dỉåïi tạc dủng ca lỉûc háúp dáùn, âạm máy bàõt âáưu co lải, dẻt âi, v tám ca nọ tråí nãn âàûc v nọng dáưn, âãún mỉïc cọ thãø khåíi phạt cạc phn ỉïng hảt nhán v tråí thnh màût tråìi. Khê v bủi êt âàûc hån phêa ngoi s quay quanh màût tråìi, kãút thnh cạc vnh âai, ngỉng tủ thnh cạc hnh tinh v tiãøu hnh tinh. Pháưn khê long quanh hnh tinh cng ngỉng kãút theo cạch tỉång tỉû âãø tảo ra cạc vãû tinh quay quanh hnh tinh. 1.2.3. Cáúu tảo v cạc thäng säú ca hãû màût tråìi Hãû màût tråìi gäưm cọ màût tråìi v 9 hnh tinh quay quanh nọ, theo cạc qu âảo ellip gáưn trn. Vng trong cọ 4 hnh tinh dảng ràõn l sao Thy, sao Kim, qu Âáút, sao Ha, vng ngoi cọ 5 hnh tinh dảng khê l sao Mäüc, sao Thäø, sao Thiãn Vỉång, sao Hi Vỉång, sao Diãm Vỉång. Giỉỵa sao Ha v sao Mäüc cọ mäüt vnh âai gäưm cẳc tiãøu hnh tinh våïi âỉåìng kênh tỉì vi chủc mẹt tåïi vi tràm kilämẹt. (a)(b)(c) 5Cạc hnh tinh âãưu cọ tỉì 1 âãún 22 vãû tinh, trỉì sao Thy v sao Kim. Ngoi ra cn cọ mäüt säú sao chäøi, gäưm mäüt nhán ràõn chỉïa bủi v nỉåïc âạ våïi mäüt âi håi nỉåïc kẹo di hng triãûu kilämẹt quay quanh màût tråìi theo qu âảo ellip ráút dẻt. Bng 1.2 .Cạc thäng säú ca cạc thiãn thãø trong hãû màût tråìi Tãn thiãn thãø M 1024 kg d 106 m ρ 103 kg/m3 r 1011 m t 0C g m/s τn ngy (n) τN nàm (N) v km/h Thnh pháưn Säú vãû tinh Màût tråìi-Sun 2.106 1391 1,4 0 6000 274 26n - (618) H, He (65)Thy - Mercury Kim - Venus Âáút - Earth Ha - Mars 0,33 4,57 5,98 0,64 4,88 12,1 12,76 6,79 5,7 5,3 5,5 4,0 0,581,081,502,27173 54 5 -50 3,788,609,813,7258n 243n 1n 1n 88n 225n 365,25n 687n 48 35 30 24 Fe, Si Fe Si Fe Si Fe Si 0 0 1 2 Mäüc - Jupiter Thä ø- Saturn ThVỉång-Uranus HVỉång-Neptune DVỉång-Pluto 1900 598 87 103 5,5 143 121 51 50 2,3 1,3 0,7 1,6 1,7 2,03 7,7714,328,745,059,1-150 -180 -214 -220 -230 22,8 9,057,7711,04,379h 10h 10h 15h 6n 11N 30N 84N 165N 248N 13 10 7 5 4,7 H, He H, He H, He CH4,NH3 H2O,Si 16 22 15 8 1 Tràng-Moon 0,073 3,47 3,4 3,74.10-3 -170 +130 1,63 27n 7h43’ 365,25 (1) Fe Si - 1.2. 4. Tỉång lai ca v trủ Trãn cå såí ca váût l thiãn vàn hiãûn âải, cọ thãø dỉû bạo tỉång lai ca v trủ theo mäüt trong ba këch bn sau v phủ thüc vo máût âäü trung bçnh ρ ca v trủ, l mäüt thäng säú hiãûn nay chỉa xạc âënh chênh xạc, so våïi máût âäü tåïi hản ρ0= 5.10-27 kg/m3, bàòng cåỵ ba ngun tỉí hidro trong 1 m3. 1- Nãúu ρ < ρ0 thç váût thãø dn nåí khäng giåïi hản, bạn kênh r tàng âãún vä cng, nhiãût âäü tiãún tåïi 0oK, gi l mä hçnh váût thãø måí. Theo këch bn ny, Màût tråìi ca chụng ta s tàõt hàón sau hån 5 t nàm nỉỵa, biãún thnh mäüt xạc sao sàõt hçnh cáưu. Cạc thãú hãû sao liãn tiãúp âỉåüc sinh ra, tiãu hy hãút cạc hảt nhán nhẻ. Sau 1012 nàm, táút c mi ngäi sao âãưu tàõt, v trủ s l mäüt khäng gian bao la, âen täúi v lảnh lo, chỉïa cạc xạc sao dảng qu cáưu sàõt, neutron hồûc läù âen v cạc hnh tinh lảnh. 6 Sau 1018 nàm, dỉåïi tạc âäüng láu di ca lỉûc háúp dáùn, mäùi thiãn h s bë phán hy thnh cạc xạc sao tỉû do v mäüt läù âen thiãn h, cọ âỉåìng kênh hng t km v khäúi lỉåüng cåỵ 109.M0 (Mo = 2.103kg l khäúi lỉåüng màût tråìi) Sau 1027 nàm, cạc läù âen trong cạc âạm thiãn h s phán hy thnh cạc siãu thiãn h. V trủ tiãúp tủc dn nåí, nhiãût âäü hả tháúp âãún 10-10 K, â lảnh âãø cạc läù âen bàõt âáưu bay håi. Cạc läù âen cåỵ màût tråìi s bay håi hãút sau 1062 nàm, läù âen thiãn h biãún máút sau 1092 nàm, v läù âen siãu thiãn h s bay håi hãút thnh ạnh sạng sau 10100 nàm. Lục ny V trủ chè cn cạc qu cáưu sàõt, neutron v cạc hnh tinh lỉu lảc trong khäng gian bao la, âen täúi, nhiãût âäü cåỵ10-60 K. Sau 101500 nàm, nhiãût âäü v trủ l 10-1000 K, ton bäü váût cháút åí ngoi cạc sao neutron s co lải thnh cạc qu cáưu sàõt. Tiãúp theo âọ, cạc sao neutron v qu cáưu sàõt s co lải thnh cạc läù âen. Cạc läù âen cúi cng s bay håi hãút thnh ạnh sạng sau 1010exp70 nàm. Hçnh bọng cúi cng ca V trủ l mäüt khong khäng vä hản chỉïa cạc hảt photon v neutrino, cọ máût âäü v nhiãût âäü tiãún dáưn tåïi khäng. Theo nhỉỵng thäng tin måïi nháút, V trủ ca ta cọ thãø phạt triãøn theo këch bn ny. 2- nãúu ρ = ρ0 thç V trủ s dn nåí cháûm dáưn, tiãún tåïi mäüt bạn kênh äøn âënh sau thåìi gian láu vä hản gi l mä hçnh V trủ phàóng. Cạc quạ trçnh trong V trủ phàóng tỉång tỉû nhỉ trong V trủ måí, nhỉng xy ra cháûm dáưn v tiãún tåïi äøn âënh lục thåìi gian tiãún âãún vä cng. 3- Nãúu ρ > ρ0 thç V trủ s dn nåí cháûm dáưn, âảt bạn kênh r cỉûc âải, sau âọ co lải ngy cng nhanh, tảo ra vủ sủp âäø låïn, gi l Big Crunch. Këch bn ny gi l mä hçnh V trủ kên. Gia täúc v thåìi gian nåí - co s phủ thüc tè säú ρ/ρ0. Theo tênh toạn, V trủ cọ ρ/ρ0=2 s xy ra cạc quạ trçnh sau : Quạ trçnh dn nåí cháûm dáưn, xy ra trong khong 50 t nàm. Màût tråìi ca ta s diãùn tiãúp këch bn nhỉ trong V trủ måí. Cạc vç sao tiãúp tủc sinh ra v chãút âi, nhiãût âäü V trủ gim dáưn. Vo nàm thỉï 50 t, V trủ cọ bạn kênh cỉûc âải, gáúp ba láưn hiãûn nay, nhiãût âäü bàòng 1 K, lục ny lỉûc háúp dáùn cán bàòng våïi lỉûc dn nåí do Big Bang tảo ra, quạ trçnh dn nåí dỉìng lải. Sau âọ quạ trçnh co lải âỉåüc khåíi âäüng, cạc thiãn thãø bàõt âáưu råi vãư phêa nhau, våïi gia täúc tàng dáưn. Nàm thỉï 99 t, V trủ co lải cn 1/5 kêch thỉåïc hiãûn nay, lục âọ cạc âạm thiãn h s håüp lải thnh mäüt âạm duy nháút. V trủ co tiãúp 900 triãûu nàm sau âọ, cạc thiãn h håüp nháút, tảo ra mäüt khäng gian bàòng 71/100 kêch thỉåïc V trủ hiãûn nay, våïi nhiãût âäü nãưn T≈ 300K, chỉïa âáưy cạc sao. Sau âọ 99 triãûu nàm, V trủ co lải cn 1/1000 kêch thỉåïc hiãûn nay v nhiãût âäü nãưn T=3000K. Sau 900.000 nàm nỉỵa, nhiãût âäü V trủ âảt T=104K, cạc sao bàõt âáưu bay håi, cạc ngun tỉí bë phán hy thnh cạc hảt nhán v âiãûn tỉí, chiãúm âáưy khäng gian. V trủ lục ny l mäüt váût âủc duy nháút, nhỉ lục 300.000 nàm âáưu tiãn ca nọ. 90.000 nàm tiãúp theo, v trủ âảt nhiãût âäü 107K, gáy phn ỉïng hảt nhán trong cạc sao, lm näø trong cạc sao. Nhiãût âäü tiãúp tủc tàng lm cạc hảt nhán phán hy thnh proton v neutron, cạc läù âen hụt nhau v hụt cạc váût cháút xung quanh. Sau 103 nàm tiãúp theo, nhiãût âäü V trủ âảt T >1012K, phạ hu cạc proton, neutron âãø tảo ra mọn xụp nọng gäưm cạc hảt quarks, neutrino v cạc phn hảt. Mäüt nàm sau âọ, l nàm cúi cng, V trủ co lải âãún âỉåìng kênh r =10-30cm, nhiãût âäü T=1032K, nhỉ lục khåíi âáưu Big Bang, tảo ra vủ Big Crunch. Cạc quạ trçnh sáu xa hån khäng thãø ngoải suy theo cạc âënh lût váût l â biãút. Ráút cọ thãø, sau khi co tåïi trảng thại tåïi hản cỉûc nh no âọ, V trủ lải bng phạt mäüt phn ỉïng tỉïc thåìi biãún ton bäü váût cháút thnh nàng lỉåüng, tảo ra vủ Big Bang måïi, làûp lải chu k tiãúp theo ca V trủ. [10 nas]150509ρ =2ροVT kên ρ < ροVT måí [10 nàm]Big crunch100 τ9ρ = ροVT phàóngHçnh 1.3 - Tỉång lai ca v trủBig bang 8 1.3. Màût tråìi, cáúu tảo ca màût tråìi Màût tråìi l mäüt khäúi khê hçnh cáưu cọ âỉåìng kênh 1,390.106km (låïn hån 110 láưn âỉåìng kênh trại âáút), cạch xa trại âáút 150.106km (bàòng mäüt âån vë thiãn vàn AU ạnh sạng màût tråìi cáưn khong 8 phụt âãø vỉåüt qua khong ny âãún trại âáút). Khäúi lỉåüng màût tråìi khong Mo = 2.1030kg. Nhiãût âäü To trung tám màût tråìi thay âäøi trong khong tỉì 10.106K âãún 20.106K, trung bçnh khong 15600000 K. ÅÍ nhiãût âäü nhỉ váûy váût cháút khäng thãø giỉỵ âỉåüc cáúu trục tráût tỉû thäng thỉåìng gäưm cạc ngun tỉí v phán tỉí. Nọ tråí thnh plasma trong âọ cạc hảt nhán ca ngun tỉí chuøn âäüng tạch biãût våïi cạc electron. Khi cạc hảt nhán tỉû do cọ va chảm våïi nhau s xút hiãûn nhỉỵng vủ näø nhiãût hảch. Khi quan sạt tênh cháút ca váût cháút ngüi hån trãn bãư màût nhçn tháúy âỉåüc ca màût tråìi, cạc nh khoa hc â kãút lûn ràòng cọ phn ỉïng nhiãût hảch xy ra åí trong lng màût tråìi. Vãư cáúu trục, màût tråìi cọ thãø chia lm 4 vng, táút c håüp thnh mäüt khäúi cáưu khê khäøng läư. Vng giỉỵa gi l nhán hay “li” cọ nhỉỵng chuøn âäüng âäúi lỉu, nåi xy ra nhỉỵng phn ỉïng nhiãût hảt nhán tảo nãn ngưn nàng lỉåüng màût tråìi, vng ny cọ bạn kênh khong 175.000km, khäúi lỉåüng riãng 160kg/dm3, nhiãût âäü ỉåïc tênh tỉì 14 âãún 20 triãûu âäü, ạp sút vo khong hng tràm t atmotphe. Vng kãú tiãúp l vng trung gian cn gi l vng “âäøi ngỉåüc” qua âọ nàng lỉåüng truưn tỉì trong ra ngoi, váût cháút åí vng ny gäưm cọ sàõt (Fe), can xi (Ca), nạt ri (Na), stronti (Sr), cräm (Cr), kãưn (Ni), cạcbon ( C), silêc (Si) v cạc khê nhỉ hiârä (H2), hãli (He), chiãưu dy vng ny khong 400.000km. Tiãúp theo l vng “âäúi lỉu” dy 125.000km v vng “quang cáưu” cọ nhiãût âäü khong 6000K, dy 1000km åí vng ny gäưm cạc bt khê säi sủc, cọ chäù tảo ra cạc vãút âen, l cạc häú xoạy cọ nhiãût âäü tháúp khong 4500K v cạc tai lỉía cọ nhiãût âäü tỉì 7000K -10000K. Vng ngoi cng l vng báút âënh v gi l “khê quøn” ca màût tråìi. Hçnh 1.4 Bãư ngoi ca Màût tråìi 9 Nhiãût âäü bãư màût ca màût tråìi khong 5762K nghéa l cọ giạ trë â låïn âãø cạc ngun tỉí täưn tải trong trảng thại kêch thêch, âäưng thåìi â nh âãø åí âáy thènh thong lải xút hiãûn nhỉỵng ngun tỉí bçnh thỉåìng v cạc cáúu trục phán tỉí. Dỉûa trãn cå såí phán têch cạc phäø bỉïc xả v háúp thủ ca màût tråìi ngỉåìi ta xạc âënh âỉåüc ràòng trãn màût tråìi cọ êt nháút 2/3 säú ngun täú tçm tháúy trãn trại âáút. Ngun täú phäø biãún nháút trãn màût tråìi l ngun täú nhẻ nháút Hydro. Váût cháút ca màût tråìi bao gäưm chỉìng 92,1% l Hydro v gáưn 7,8% l Hãli, 0,1% l cạc ngun täú khạc. Ngưn nàng lỉåüng bỉïc xả ch úu ca màût tråìi l do phn ỉïng nhiãût hảch täøng håüp hảt nhán Hydro, phn ỉïng ny âỉa âãún sỉû tảo thnh Hãli. Hảt nhán ca Hydro cọ mäüt hảt mang âiãûn dỉång l proton. Thäng thỉåìng nhỉỵng hảt mang âiãûn cng dáúu âáøy nhau, nhỉng åí nhiãût âäü â cao chuøn âäüng ca chụng s nhanh tåïi mỉïc chụng cọ thãø tiãún gáưn tåïi nhau åí mäüt khong cạch m åí âọ cọ thãø kãút håüp våïi nhau dỉåïi tạc dủng ca cạc lỉûc hụt. Khi âọ cỉï 4 hảt nhán Hrä lải tảo ra mäüt hảt nhán Hãli, 2 neutrino v mäüt lỉåüng bỉïc xả γ. 4H11 → He24 + 2 Neutrino + γ Neutrino l hảt khäng mang âiãûn, ráút bãưn v cọ kh nàng âám xun ráút låïn. Sau phn ỉïng cạc Neutrino láûp tỉïc råìi khi phảm vi màût tråìi v khäng tham gia vo cạc “biãún cäú” sau âọ. Hçnh 1.5. Cáúu trục ca màût tråìi. 10 Trong quạ trçnh diãùn biãún ca phn ỉïng cọ mäüt lỉåüng váût cháút ca màût tråìi bë máút âi. Khäúi lỉåüng ca màût tråìi do âọ mäùi giáy gim chỉìng 4.106 táún, tuy nhiãn theo cạc nh nghiãn cỉïu, trảng thại ca màût tråìi váùn khäng thay âäøi trong thåìi gian hng t nàm nỉỵa. Mäùi ngy màût tråìi sn xút mäüt ngưn nàng lỉåüng qua phn ỉïng nhiãût hảch lãn âãún 9.1024kWh (tỉïc l chỉa âáưy mäüt pháưn triãûu giáy màût tråìi â gii phọng ra mäüt lỉåüng nàng lỉåüng tỉång âỉång våïi täøng säú âiãûn nàng sn xút trong mäüt nàm trãn trại âáút). 1.3. Cạc phn ỉïng hảt nhán v sỉû tiãún họa ca màût tråìi 1.3.1. Phán bäú nhiãût âäü v ạp sút trong màût tråìi Dỉåïi tạc dủng ca lỉûc háúp dáùn, hỉåïng vãư tám khäúi khê hçnh cáưu ca màût tråìi, ạp sút, nhiãût âäü v máût âäü khê quøn s tàng dáưn. Âãø tçm cạc hm phán bäú nhiãût âäü T(r), ạp sút p(r) v khäúi lỉåüng riãng ρ(r) tải bạn kênh r, ta s xẹt mäüt phán täú hçnh trủ dV=S.dr khê Hydro ca màût tråìi, tha mn cạc gi thiãút sau: (1) L khê l tỉåíng, nãn cọ quan hãû pv=RT. (2) L âỉïng n, nãn cọ cán bàòng giỉỵa trng lỉûc v cạc ạp lỉûc lãn 2 âạy : p.S - (p + dp).S - gρSdr =0 (3) L âoản nhiãût, nãn theo âënh lût nhiãût âäüng 1, cọ: δq = CpdT - vdp = 0 Theo (3) cọ pCvdpdT=, theo (2) cọ gdrdp.ρ−=, do âọ cọ CpgCpgvdrdpdpdTdrdT −=−==ρ. Suy ra ∫∫−=rTTodrCpgdT0 hay T(r) = T0 - rCpg V tỉì RTgpvggdrdp −=−=−=ρ bàòng cạch láúy têch phán: drRTgpppdprpp∫∫−==00ln0 = ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−=−−=−∫)1ln(000rCpTgRCprCpgTdrRgconstTcoikhiRTgrr Hçnh 1.6 - Âãø tçm T(r),p(r)rTOρgSdrTopovopSp+dp dr [...]... máût âäü v nhiãût âäü tàng lãn, âãún T= 5 .10 6K s xy ra phn ỉïng tảo Oxy: 4C12→ 3O16 + q Quạ trçnh chạy xy ra nhỉ trãn, våïi täúc âäü tàng dáưn v thåìi gian ngàõn dáưn Chu trçnh chạy - tàõt - nẹn - chạy âỉåüc tàng täúc, liãn tiãúp thỉûc hiãûn cạc phn ỉïng tảo ngun täú måïi O16 -> Ne20 -> Na22 -> Mg24 -> Al26 > Si28 -> P30 -> S32 -> -> Cr52 -> Mn54 -> Fe56 12 Cạc phn ỉïng trãn â tảo ra hån 20 ngun täú,... Hydrä, theo phỉång trçnh : 4H1 → He4 + q Âáy l phn ỉïng sinh nhiãût q = ∆m.c2, trong âọ c = 3 .10 8m/s l váûn täúc ạnh sạng trong chán khäng, ∆m = (4mH - mHe) l khäúi lỉåüng bë hủt, 11 âỉåüc biãún thnh nàng lỉåüng theo phỉång trçnh Einstein Mäùi 1kg hảt nhán H1 chuøn thnh He4 thç bë hủt mäüt khäúi lỉåüng ∆m = 0,01kg, v gii phọng ra nàng lỉåüng: q = ∆m.c2 = 0, 01. (3 .10 8)2 = 9 .10 14 J Lỉåüng nhiãût sinh ra... cäng thỉïc: T0 = T (r ) + Gbar K T 13 ,200 p g r = 13 ,2 .10 6 K Cp Tg/m³ 250 ρ 2 ,1 10,000 5,76 0 1, 7 r r r 7 10 m 8 0 0 Hçnh 1. 7 Phán bäú T(r), p(r) v khäúi lỉåüng riãng ρ(r) 1. 3.2 Cạc phn ỉïng hảt nhán trong màût tråìi 1. 3.2 .1 Phn ỉïng täøng håüp hảt nhán Hãli Trong quạ trçnh hçnh thnh, nhiãût âäü bãn trong màût tråìis tàng dáưn Khi vng tám màût tråìi âảt nhiãût âäü T≥ 10 7K, thç cọ â âiãưu kiãûn âãø xy... 1 − Khi coi T = T0 − ⎜ ⎪ ⎜ CpT ⎟ ⎟ ⎜ Cp ⎟r ⎟ ⎠ ⎝ 0 ⎠ ⎩ ⎝ Phán bäú khäúi lỉåüng riãng ρ(r) s cọ dảng: ρ(r) = p ⎛ p(r ) gr = 0 1 − ⎜ CpT RT (r ) RT0 ⎝ 0 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ Cv R Nhiãût âäü T0 tải tám màût tråìi cọ thãø tênh theo nhiãût âäü bãư màût: T(r = Gia täúc trng lỉûc: D = 7 .10 8m) = 5762K 2 M 2 .10 30 = 274m / s 2 g = G 2 = 6,673 .10 11 8 2 r 7 .10 ( Nhiãût dung riãng ca hydro Cp= ) i + 2 Rµ 7 8 314 = = 14 550... Nhán ràõn - Fe, Ni 10 00 Nhán lng - Fe, Ni 2000 Låïp bao (magma) - Fe, Ni 4000 Låïp v - SiO, HO 2 13 00 3500 0 Khê quøn - N 2 , O 2 , H O, CO 2 7200 6375 6750 km r 2 Hçnh 1. 9 Cáúu tảo bãn trong trại âáút Vãư cáúu tảo, bãn trong trại âáút âỉåüc chia ra 4 låïp Trong cng l nhán trong, cọ bạn kênh r ≤ 13 00km, nhiãût âäü T ≥ 4000K, gäưm Sàõt v Niken bë nẹn cỉïng Tiãúp theo l nhán ngoi, cọ r ∈ (13 00 ÷ 3500)km,... Cạc sao cọ khäúi lỉåüng M∈ (0,7 ÷ 1, 4)M0: Sau khi hãút nhiãn liãûu, tỉì mäüt sao â khäøng läư âỉåìng kênh 10 0 .10 6 km co lải thnh sao ln tràõng âỉåìng kênh cåỵ 15 00 km, l trảng thại dỉìng khi lỉûc háúp dáùn cán bàòng våïi ạp lỉûc tảo ra khi cạc ngun tỉí â ẹp sạt lải nhau, cọ khäúi lỉåüng riãng cåỵ 10 12 kg/m3 Nhiãût sinh ra khi nẹn lm nhiãût âäü bãư màût sao âảt tåïi 6000K, sau âọ ta nhiãût v ngüi dáưn... khäng tháúy âỉåüc lang thang trong v trủ Màût tråìi hoạ kiãúp theo kiãøu ny 2- Cạc sao cọ khäúi lỉåüng M ∈ (1, 4 ÷5)M0: Lỉûc háúp dáùn â mảnh âãø ẹp nạt ngun tỉí, ẹp cạc hảt nhán lải sạt nhau, lm trọc hãút låïp v âiãûn tỉí, tảo ra mäüt khäúi gäưm ton neutron ẹp sạt nhau v gi l sao neutron, cọ âỉåìng kênh cåỵ 15 km v máût âäü 10 18kg/m3 Quạ trçnh co lải våïi gia täúc låïn v bë chàûn âäüt ngäüt tải trảng... 420 triãûu táún hydro, gim khäúi lỉåüng ∆m = 4,2 triãûu táún v phạt ra nàng lỉåüng Q = 3,8 .10 26W Mún âảt nhiãût âäü tải tám â cao âãø thnh mäüt ngäi sao, thiãn thãø cáưn cọ khäúi lỉåüng M ≥ 0,08M0, våïi M0 = 2 .10 30kg l khäúi lỉåüng màût tråìi Thåìi gian xy ra phn ỉïng täøng håüp Heli nàòm trong khong 8 (10 10 10)nàm, gim dáưn khi khäúi lỉåüng ngäi sao tàng Khi khäúi lỉåüng sao cng låïn nhiãût âäü v... nã ChØ cã hµnh tinh cđa chóng ta lµ phï hỵp cho n−íc ë thĨ láng víi nhiƯt ®é tõ 0 ®Õn 10 0oC Xung quanh trại âáút cọ låïp khê quøn dy khong H = 800 km chỉïa N2, O2, H2O, CO2, NOx, H2, He, Ar, Ne Ạp sút v khäúi lỉåüng riãng ca khê quøn gim dáưn våïi âäü cao y theo quy lût: p(y) = p0. (1 - (g/(Cp.T0)).y)Cp/R ρ(y) = ρ0 (1 - (g/(Cp.T0)).y)Cv/R KhÝ qun t¸c ®éng ®Õn nhiƯt ®é trªn hµnh tinh cđa chóng ta C¸c vơ... vµ Hçnh 1. 10 Sỉû thay âäøi nhiãût âäü theo âäü cao ca cạc táưng khê quøn 17 tia hång ngo¹i, gÇn 95% tỉng sè khèi l−ỵng vµ toµn bé n−íc trong khÝ qun ph©n bè trong tÇng nµy tÇng ®èi l−u cao chØ kho¶ng 14 km GÇn nh− toµn bé sù trao ®ỉi n¨ng l−ỵng gi÷a khÝ qun vµ tr¸i ®Êt x¶y ra trong tÇng nµy MỈt ®Êt vµ mỈt biĨn bÞ h©m nãng lªn bëi ¸nh n¾ng mỈt trêi NhiƯt ®é trung b×nh trªn bỊ mỈt tr¸i ®Êt kho¶ng 15 oC, . ThVỉång-Uranus HVỉång-Neptune DVỉång-Pluto 19 00 598 87 10 3 5,5 14 3 12 1 51 50 2,3 1, 3 0,7 1, 6 1, 7 2,03 7,7 714 ,328,745,059, 1- 1 50 -1 80 -2 14 -2 20 -2 30 22,8. 9,057,7 711 ,04,379h 10 h 10 h 15 h 6n 11 N 30N 84N 16 5N 248N 13 10 7 5 4,7 H, He H, He H, He CH4,NH3 H2O,Si 16 22 15 8 1 Tràng-Moon 0,073 3,47 3,4 3,74 .1 0-3 -1 70 +13 0