Презентация по астрономии на тему "Источники энергии Солнца"

Энергия Солнца.
Источники энергии Солнца.
От Солнца тепло-всему добро.

Откуда Солнце берет свою энергию?

Мы думаем, что Солнце само вырабатывает энергию и является главным её источником на Земле.
Пора чудес пришла,
И нам отыскивать приходится
причины
Всему, что совершается на свете.
Уильям Шекспир

Внутреннее строение
Солнца
Наше Солнце - это огромный светящийся газовый шар, внутри которого протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Внутренний объём Солнца можно разделить на несколько областей; вещество в них отличается по своим свойствам, и энергия распространяется посредством разных физических механизмов. Познакомимся с ними, начиная с самого центра.

В центральной части Солнца находится источник его энергии, или, говоря образным языком, та "печка", которая нагревает его и не даёт ему остыть. Эта область называется ядром. В ядре происходит выделение энергии.

Эта энергия выделяется в результате слияния атомов лёгких химических элементов в атомы более тяжёлых. В недрах Солнца из четырёх атомов водорода образуется один атом гелия.
Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объёме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца.
Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света - квантов.

Внутреннее строение
Солнца
Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Чтобы квантам добраться от центра Солнца до фотосферы, необходимы многие тысячи лет. Так что, если бы "печка" внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя.

На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией.

Огромные потоки горячего газа поднимаются вверх, где отдают своё тепло окружающей среде, а охлаждённый солнечный газ опускается вниз. Похоже, что солнечное вещество кипит и перемешивается, как вязкая рисовая каша на огне.

Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы).

Источники энергии Солнца
Что является источником солнечной энергии? Какова природа процессов, в ходе которых производится огромное количество энергии? Сколько времени будет еще светить Солнце?

Самой вероятной гипотезой оказалась гипотеза синтеза элементов в результате ядерных реакций в недрах звезд.
Химический состав Солнца: примерно 75 % – это водород, 25 % – гелий и менее 1 % – все другие химические элементы (в основном, углерод, кислород, азот и т.д.). Характерное время жизни звезды типа Солнца десять миллиардов лет.


Основной источник энергии – протон -протонный цикл – очень медленная реакция (характерное время 7,9 ∙109 лет), так как обусловлена слабым взаимодействием. Ее суть состоит в том, что из четырех протонов получается ядро гелия. При этом выделяется 26,7 МэВ энергии.

Н + Н D + e +
D + Н Не +
Не + Не Не + Н + Н
1
2
3
4
+
1
2
1
3
3
1
1
ν
γ
Каждую секунду Солнце перерабатывает около 600 миллионов тонн водорода. Запасов ядерного топлива хватит еще на пять миллиардов лет, после чего оно постепенно превратится в белый карлик.

Использование энергии
Солнца
Солнце – это самый сильный источник энергии для нашей планеты. Без солнечного тепла и света любая жизнь на Земле не была бы возможна. Все наши повседневные дела включают в себя использование энергии. Она необходима для передвижения транспорта и приготовления пищи, для работы и отдыха, для обогрева и охлаждения помещений. И даже для того, чтобы произвести один вид энергии, приходится затрачивать другой.
Для преобразования солнечного света в электричество используют солнечные батареи. Преобразование солнечной энергии в электрическую имеет массу достоинств. Прежде всего это 100% надежность – Солнце от нас никуда не денется по прогнозам ученых еще несколько миллионов лет. Также это чистый и соответственно безопасный для здоровья источник энергии.
И что самое интересное, что только благодаря тому, что у нас есть Солнце мы и имеем практически все источники энергии. Энергия ветра полностью зависит от Солнца и разности температур им же и создаваемой. Энергия угля, нефти и природного газа также во власти химических процессов, которые происходят в недрах Земли под действием солнечных лучей.

Использование энергии
Солнца
Все бы хорошо, но есть «маленькая» проблема. Человечество с такой скоростью тратит ископаемые источники энергии, что восстанавливаться они никак не успевают. Пора бы и задуматься о замене «ископаемой энергии».
Ученые утверждают, что того количества солнечной энергии, которая доходит от Солнца до Земли только за один день, хватит, чтобы полностью обеспечить весь мир энергией на год. И при этом мы все равно используем ископаемые источники энергии – нефть, уголь, газ, нанося непоправимый вред окружающей среде.
В наше время использование солнечного электричества уже широко распространено. Это отдаленные фермерские хозяйства, отдельно стоящие обитаемые острова, морские и космические станции. На данный момент примерно 7 миллионов домов по всему миру оборудованы солнечными батареями.
Также в странах, где электрическая энергия стоит дорого и достаточное количество солнечных дней в году устанавливаются солнечные батареи на крышах зданий и используют солнечное электричество без ущерба для собственного бюджета. Солнце заменяет 40-60% всех затрат на другие энергоносители. Иногда солнечного электричества полностью хватает на нужды дома и даже вырабатывается больше необходимого.

Использование энергии Солнца
Вторым вариантом применения солнечного света является использование его по прямому назначению. Это использование его для нагрева воды, для отопления помещений, для сушки различных материалов. Для этих целей используют тепловые коллекторы. В данное время преобладает использование тепловых коллекторов в связи с доступностью по цене.
Но получение электроэнергии намного заманчивее, чем получение тепла. Наука не стоит на месте и в ближайшем будущем стоит ждать новых разработок в этом направлении. Они снизят затраты на производство солнечного электричества и обеспечат человечество дешевой и безопасной энергией.