沒有氧氣這一助燃劑的宇宙中,為什麼星球碰撞後在燃燒?

2020-09-05 翟孜然

當能量從高溫物體傳遞給低溫物體,這時所傳遞的過程稱作熱傳遞。

我們的認知中,沒有氧氣的真空,火焰是無法燃燒的,就連飛入太空中的探測器,在必要時也必須用儲備在氧氣倉中的液氧來助燃。

但是在宇宙的真空環境下,真的無法燃燒嗎?那麼諸多恆星是如何在宇宙中發光發熱的?小行星撞擊至沒有大氣層的行星時,為什麼也會發生星球碰撞後的燃燒呢?

太陽

熱傳遞的方式熱傳遞

  熱量的傳遞有三種方式:熱傳導、熱對流和熱輻射

當兩個物體彼此接觸時,就會發生熱量交換,這就是熱傳導。這是最重要和最常見的熱傳遞方式,其本質是兩個物體中粒子之間的能量轉移。另一方面,熱對流是指通過流體(例如空氣、水等),使流體中質點發生相對位移而引起的熱量傳遞過程。

由於很多熱傳遞過程都是以熱傳導和熱對流的形式,因此很容易誤認為這些是傳遞熱僅有的兩種方式。

第三種傳熱方式,也是使地球能獲得太陽熱量的方式,那就是熱輻射在太空中,雖然幾乎沒有任何粒子(使其成為近乎完美的真空),但是存在輻射

當物體碰撞時,輻射被轉換成熱量。輻射不僅加熱地球上的物體,而且還包括那些不在地球上的物體,例如國際空間站、月球和太陽系的各種天體。太陽通過核聚變反應源源不斷地釋放出大量的能量,再通過電磁波在太空中傳遞。太陽釋放出的輻射跨越整個電磁波譜,其中包括紅外線、紫外線和X射線。


行星的發光



恆星的燃燒

正如在上文中提到的熱輻射,通常情況下,溫度越高亮度也就越高,只要高於絕對零度,那麼物質就會發出光,溫度越高紅外線的波長就越短,也就越來越亮,達到一定水平後,就可以被肉眼看到了。

如:太陽的發光發熱,那就是熱核反應,也就是核聚變。太陽內部高溫高壓下正周而復始地進行著這一反應


  • 核聚變對溫度壓強的要求有多高?

核聚變是由四個氫原子核,聚變為一個氦原子核——這是最高效的核聚變,有千分之七的質量損失。聚變產生的能量是化學物質燃燒能量的數千萬倍。核聚變需要一千萬度以上的高溫才能發生,太陽中心溫度可達1500萬攝氏度,壓力相當於3000億個氣壓,在巨大的壓力下,太陽每秒鐘使用6億噸的氫原子參與聚變,其中有400萬噸的物質轉化為能量,隨時都在進行著四個氫核聚變成一個氦核的熱核反應。


核聚變方程

太陽利用核聚變反應將自身的質量轉化為太陽輻射。根據科學家的估計,太陽每秒鐘會消耗約400萬噸的質量,如此大的消耗,你會不會覺得太陽很快就會消耗殆盡,地球也將成為漆黑一片的冰雪寒域?但太陽的自身質量十分巨大,已有50億歲的年紀,在這樣漫長的時間長河裡,太陽也僅僅消耗了自身約0.03%的質量。在未來的50億年中,太陽也會維持這樣的速度,至少人類目前完全不用擔心太陽會熄滅,也可以說有足夠的時間尋找下一星球。



宇宙遼闊,有太多我們已經習以為常的事情其實也可追根溯源、找到自然的美妙之處。也許這就是人類探索宇宙、探索物理的意義吧。

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  • 燃燒需要氧氣,地底沒有氧氣巖漿靠什麼燃燒?真相顛覆你的認知
    燃燒,大家一定不陌生,家裡的煤氣灶、蠟燭以及打火機都是離不開燃燒的,而當我們要滅火時通常就是用隔絕氧氣與降低溫度兩種方法。那為什麼要隔絕氧氣呢?很簡單,因為燃燒需要助燃劑,也就是我們所說的氧氣,一旦沒有氧氣,上面這些燃燒就不能進行。
  • 太空中沒有氧氣,為什麼隕石還能燃燒?燃燒必須要有氧氣嗎?
    宇宙中只有微薄的空氣,近似看成是真空狀態,氧氣更是稀少。太空中氧氣濃度低,溫度也低,為什麼我們就能觀測到隕石燃燒呢?我們都知道,如果炒菜時油鍋起火,我們會迅速將鍋蓋蓋上滅火。這是由於隔絕了氧氣進入鍋內,燃燒無法繼續,火勢自然就減小,逐漸消失了。
  • 宇宙中又沒有氧氣,太陽為什麼卻可以持續燃燒?這裡告訴你原因
    地球燃燒是一種化學反應,燃燒會產生新物質燃料就好理解,各種木頭、液化氣、石油、乾草等都是燃料,只有燃料的參與才能產生燃料現象;燃點就是一種物質可以燃燒的最低溫度,比如木材的燃點是350℃,煤炭的燃點為200℃、甲烷的燃點為260℃等,如果達不到燃點,也是無法燃燒的,在燃燒這種化學反應中,氧氣應該是最重要的一個條件了,如果沒有氧氣
  • 儘管宇宙中沒有氧氣,太陽依然可以產生類似火焰燃燒的現象!
    太陽的火焰,其實是由太陽上的氫」燃燒」而產生的,其本質當然是核聚變反應,而不是化學反應,因此不需要氧氣的參與。不過我們人類沒有登陸到太陽,是怎麼知道太陽的火焰是來自「核聚變反應」的呢?這個核聚變反應的細節是怎麼樣的呢?
  • 為什麼太空沒有氧氣, 隕石還能燃燒?
    其實,隕石裡可能沒有可燃燒的物質,但因為溫度太高,主要是把周圍的大氣加熱了產生了火焰,這其實與氧氣也沒有什麼關係,就算地球上全是氮氣,這樣的大石頭從天下掉下來,照樣能著火。但是隕石之所以也能燃燒的原因也正好在這裡。那就是隕石中所含有的物質,自身發生了這種氧化反應。
  • 為什麼宇宙中的星球不會碰撞,各自安穩運行,背後的原因很有趣!
    夜晚無數閃耀的星星點綴著漆黑的夜幕,讓寂靜的夜略微有那麼一絲活力,這也是宇宙中眾多星球賦予地球的獨一無二的美景,浩瀚宇宙中有數不勝數的星球,這些星球靜靜的懸在宇宙中,彼此之間相安無事,那麼為什麼宇宙中的星球不會碰撞,各自能夠安穩運行,這背後的原因很有趣!
  • 宇宙中沒有氧氣,太陽為什麼能燃燒出火焰?原因並不複雜!
    但凡是有些知識,我們都知道物質想要燃燒必定離不開個條件,即可燃物、氧化劑和達到著火點。我們平時自己在做化學實驗的時候也都知道,一旦缺少氧氣,物質的燃燒也就不存在了,可見氧氣在燃燒中具有的作用多麼重要,那麼這就誕生了一個問題,宇宙中是真空狀態,太陽是怎麼燃燒的?
  • 既然燃燒需要氧氣,那麼火箭在外太空是如何飛行的?
    問:飛行高度在大氣層中的商用飛機和噴氣式戰鬥機可以用氧氣作為助燃劑,要進入太空的火箭呢?那裡根本沒有空氣,火箭在太空中要怎樣點燃引擎和燃燒燃料呢?答:燃燒反應只需要兩個要素:燃料和氧化劑。大多數航空火箭自行攜帶燃料和氧化劑,所以它們不用靠從外太空獲取氧氣。
  • 為什麼太空中沒有氧氣,我們還是看見隕石在燃燒?看完知道了答案
    為什麼太空中沒有氧氣,我們還是看見隕石在燃燒?看完知道了答案很多人都覺得燃燒必須是要有氧氣的,沒有氧氣,火就著不起來。著火了,隔絕氧氣,火也會馬上熄滅。而且滅火的時候就是利用這個原理,用水、二氧化碳甚至土什麼的蓋住燃燒物,隔絕了氧氣與燃燒物的接觸,火就熄滅了。
  • 太陽是個在宇宙中燃燒的火球,那麼燃燒的氧氣又從哪來?
    燃燒是一種化學反應,可燃物與氧化劑(大多數情況下是氧氣)發生劇烈的氧化還原反應,由此釋放出光和熱。都說地球存在了46億年,那麼,太陽也就存在了46億年,它高高地掛在天空,它究竟是怎麼燃燒的呢?它又靠什麼燃燒呢?
  • 太空沒有氧氣助燃氣體,為什麼隕石還能夠燃燒?原來是另一種現象
    科學家將沒有進入大氣層之前的隕石稱之為流星體,可能很多人會認為,流星體在太空中快速前進的時候,是穩定平靜的狀態,可事實上,通過天文望遠鏡觀測,我們就會發現,流星體在太空中已經開始燃燒了,並不是只有進入大氣層之後才燃燒。於是有人就產生了這樣一個問題:物質的燃燒需要氧氣等助燃氣體,太空是真空狀態,沒有氧氣等助燃氣體,流星體它是如何燃燒的?
  • 星球為什麼能夠「漂浮」在宇宙中,為什麼星系之外的空間沒有星球
    你知道嗎下文轉載自作者:檸檬酸姑娘星球為什麼能夠「漂浮」在宇宙中,為什麼星系之外的空間沒有星球隨著對宇宙的不斷探索,人類更加清楚的了解到了宇宙的廣闊無邊,在不斷的通過探測器和望遠鏡等設備對太空探索的時候,我們發現太陽系像是一個圓盤狀的星系,甚至銀河系都是一個圓盤狀,幾乎所有的星球都在一個範圍內的平面中,那麼到底是什麼樣的力量在維持著這些星球的平衡和漂浮在太空中的呢
  • 宇宙中充滿了氫元素和氧元素,為什麼人類不用它們來製造液態水?
    而人類生命必需的氧元素則排在第八位,這兩種元素的結合構成了地球上最普遍的物質,那就是水。水被認為是生命之源,地球上最早的生命就是在海洋裡誕生的。所以如果其他星球上有液態水出現的話,那麼該星球上存在生命的可能性也大一些。然而目前人類尚未在任何一顆星球上直接發現液態水的存在,這讓人類的星際移民計劃更加黯淡了。
  • 沒有氧氣,是什麼讓太陽熊熊燃燒?
    有人說,太陽不是燃燒,因此這個問題根本就沒有意義,也沒有討論的必要。但事實上,將太陽類比成燃燒的火焰是有根據的。可是,宇宙中沒有氧氣,太陽大氣是靠什麼機制來維持太陽表面火焰狀結構的能量呢?也許大家的第一反應可能會覺得是核聚變。可是,當我們具體到表面火焰狀結構的形成機制時,太陽的燃燒跟核聚變完全沒有關係。光球和色球溫度太低,不可能達到產生核聚變的溫度;日冕溫度雖高,但過於稀薄,甚至可以用無碰撞粒子模型來描述,更加不可能產生足夠的輕核匯聚。
  • 如果地球大氣中的氧氣含量突然翻倍,100年後地球會成什麼樣子?
    在中學時我們學過,氧氣是助燃劑,燃燒的反應程度和氧氣含量呈正相關,氧氣越多,燃燒反應越劇烈。泥炭紀時代由於氧氣含量高,植被豐富,因此極其容易發生大面積火災,火災頻發造成部分物種直接滅絕,大多數物種因為棲息地減少或者蟲卵被破壞,間接也導致了一部分物種滅絕。
  • 你知道麼 其實沒有氧氣 也可以使物體燃燒
    眾所周知,燃燒是需要在有氧氣的環境下才能進行的。可是你知道麼,其實沒有氧氣,也可以使物體燃燒!沉塘說為什麼說燃燒不需要氧氣呢,這是因為只要是任何發光、發熱、劇烈的氧化還原反應,都可以叫燃燒。換言說,其實有些物質是可以代替氧氣在燃燒中的作用的,比如,氯氣可以代替氧氣使氫氣、鐵絲等可燃物燃燒。
  • 如果地球上的氧氣突然增加一倍,會發生怎樣的變化?為什麼?
    對地球的影響巨蟲增多在2.9億年前的石炭紀,地球處於大氧化時期,空氣中氧氣濃度約為35%,甚至有時達到了45%,是今天氧氣濃度的兩倍還要多。在這個時期,地球上的生物有兩棲動物和巨型昆蟲。由於沒有天敵,再加上它們適應富養環境,因此在此時的地球上,它們是地球的霸主。
  • 太陽系的早期碰撞十分頻繁,所有的巖石星球上都留下了碰撞痕跡
    圖解:「帶電粒子·太陽風」宇宙中直接支持生命的最重要的物質是「水」,而水分子是非常簡單的分子,僅僅由兩個氫和一個氧原子組成,宇宙沒有把它建造得很堅固,水分子是比較脆弱的,太陽的帶電粒子能輕易地打斷它們的鏈,分解水分子,如果沒有防護,在太陽附近水分子是很難存在的,沒有水就沒有生命,這大概就是宇宙中生命如此缺少的重要原因。
  • 燃燒需要氧氣,為什麼太陽沒有氧氣卻能持續燃燒了幾十億年呢?
    燃燒的過程會釋放光和熱,我們人類祖先早在很久以前就學會使用火了,也是「火」的使用,讓我們人類文明的發展飛速發展。火是物質燃燒過程中所進行的強烈氧化反應,我們日常使用的煤氣爐、汽車、輪船,都離不開這些氧化反應。只有在可燃物、夠高的熱或溫度、氧化劑三項並存的情況下,才會燃燒起來。
  • 星球碰撞模擬器
    星球碰撞模擬器這是一款非常逼真的模擬類遊戲,玩家將在這裡探索浩瀚無窮的神秘宇宙,任你自由的模擬行星運動軌跡,並製造出令人震撼的星球碰撞,當兩個星球碰撞在一起,場面非常的震撼,整個宇宙都好像爆炸了一樣,帶給你十足的快感和解壓體驗。