Energi Matahari – fusi nuklir, kesetimbangan hidrostatik, dan daya pancaran
FisikaGravitasi dan astronomiUsia 17–18
Memuat…
Masuk untuk memainkanIkuti langkah demi langkah rantai proton–proton (atau siklus CNO) di inti Matahari dengan proton, neutron, positron, neutrino, dan foton gamma, lalu hitung defek massa 4 ¹H → ⁴He (26,73 MeV) dan massa yang hilang dari Matahari setiap detik, Δm/t = L/c² ≈ 4,3 × 10⁹ kg/s. Layar Bagian dalam Matahari memungkinkan Anda mengatur suhu dan massa jenis inti untuk membandingkan tekanan gas dan tekanan radiasi dengan gravitasi (kesetimbangan hidrostatik) serta menunjukkan mengapa proton harus menembus penghalang Coulomb dengan efek terowongan (puncak Gamow). Layar Energi yang dipancarkan membagi spektrum Matahari menjadi UV, cahaya tampak, dan inframerah, menelusuri lintasan Matahari pada diagram H–R, dan memperkirakan umurnya.
Pelajaran: Fusi nuklir di Matahari, defek massa dan E = Δmc², kesetimbangan hidrostatik, dan riwayat hidup Matahari
Yang ditunjukkan
Matahari bersinar karena inti hidrogen di bagian intinya berfusi menjadi helium. Empat atom hidrogen bermassa sedikit lebih besar daripada satu atom helium; defek massa 0,0287 u ini dilepaskan sebagai 26,7 MeV, sehingga Matahari mengubah sekitar 4,3 miliar kilogram massa menjadi energi setiap detik. Fusi membutuhkan suhu sekitar 15 juta K dan massa jenis tinggi, dan bahkan begitu proton hanya bisa berfusi dengan menembus tolakan listriknya melalui efek terowongan kuantum. Tekanan gas panas mengimbangi gravitasi dan menjaga Matahari tetap stabil selama sekitar 10 miliar tahun.
Cara menggunakan
Di Fusi di inti, pilih Rantai proton–proton atau Siklus CNO lalu tekan Jalankan atau Langkah berikutnya untuk melihat setiap reaksi dan bilah energi terisi hingga 26,73 MeV. Di Bagian dalam Matahari, geser Suhu inti T dan Massa jenis inti ρ lalu bandingkan bilah tekanan dan puncak Gamow; Pusat Matahari mengembalikan nilai sebenarnya. Di Energi yang dipancarkan, geser Umur Matahari atau gunakan tombol Lompat ke, dan ubah Fraksi massa yang berfusi f.
Parameter yang dapat diubah
- Layar Fusi di inti, Bagian dalam Matahari, Energi yang dipancarkan
- Urutan reaksi Rantai proton–proton, Siklus CNO
- Suhu inti 5–40 juta K
- Massa jenis inti 10–300 10³ kg/m³
- Umur Matahari 0–12,5 miliar tahun
- Fraksi massa Matahari yang berfusi 1–100 %
Pertanyaan untuk dijelajahi
- Berapa kilogram massa yang hilang dari Matahari setiap detik, dan menjadi apa massa itu?
- Mengapa dua proton dapat berfusi padahal energi kinetik rata-ratanya ratusan kali lebih kecil daripada penghalang Coulomb?
- Jika inti Matahari sedikit menyusut, bagaimana suhu, laju fusi, dan tekanannya berubah?
