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太阳照到地球一天的能量有多少,人类一年消耗的能源折
这个问题不好说,因为随着科学技术的发展和进步,能量消耗的增长趋势十分明显.
为了便于比较,我们把各种能源的消耗量都折合成燃烧值为2.93×10E7焦/千克的标准煤计算.
全世界世界能源消耗总量1950年是26亿吨,1987年就是110多亿吨,1998年的为126.58亿吨标准煤,1999年为127.01亿吨标准煤,2000年为131.32亿吨标准煤,2001年为132.70亿吨标准煤,2002年为136.90亿吨标准煤,2003年为141.00亿吨标准煤,2004年为146.10亿吨标准煤.
现在就以150亿吨标准煤/年计算.则150×10E8×1000kg/年=1.5×10E13kg/年,
能量2.93×10E7J/kg,所以能源消耗总量1.5×10E13×2.93×10E7J/年=1.39×10E13J/s=1.2×10E18J/天,可以看出jimhxy的估计还是偏小了不少.
太阳常数的概念和计算是正确的.总的来说,太阳每秒钟要向周围空间辐射3.8×10E26焦的能量,其中到达地球表面的太阳能只有1.7×10E17J(=1.5E22J,这个和jimhxy的计算值是相符的.)
目前全球能源消耗总量:1.39×10E13J/s
地球表面的太阳能:1.7×10E17J/s
比值:大约1.223×10E4
太阳的能量有多少?
太阳是一个巨大的由气体构成的星球,氢气是它中心部分的主要成分。因为太阳的质量非常大,太阳具有很大的重量,会产生巨大的吸引力,把这些很轻的氢气牢牢吸引住,使其无法逃逸。太阳中心的温度高达1500万摄氏度,压力达到几千亿个大气压。太阳每时每刻都在发生氢聚变成氦聚变反应,每秒有6?57×1011千克的氢聚变生成6?53×1011千克的氦,连续产生3?90×1015亿千瓦的能量。这些能量以电磁波的形式,以3×105千米/秒的速度穿越太空射向四面八方。其中只有约22亿分之一(有1?77×106亿千瓦)的能量,主要以辐射的形式来到地球,成为地球上光和热的主要来源。到达地球大气层的太阳能30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的才可以到达地面,其功率为8?5×1013亿千瓦。
太阳内部的热核反应每秒钟要消耗6亿多吨氢核燃料,在聚变为氦时,实际消耗的氢核约400万吨。太阳的巨大能量就是这样产生的。有专家预测,到目前为止,太阳中氢的储量足够维持600亿年,而太阳内部组织因热核反应聚合成氦,它的寿命约为50亿年,因此可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。
太阳的能量大概有多大?
太阳本身就是由气体构成的恒星,太阳的能量来自于其内部的核聚变反应,并且时刻都在发生核聚变,太阳的能量对于我们地球来说是取之不尽用之不竭的!
如果用太阳的能量与我们地球的核电站、水电站相比,这是无法形容的差距。如果没有太阳,地球就不会有人类存在。哪怕太阳离我们再远一点或是稍近一些,地球上都不会有生命存在。单从体积上看,太阳大概是地球的130万倍!虽然地球与太阳的距离有1.5亿公里,但太阳的微小活动还是能够直接影响到我们地球。
我们地球仅仅接受了太阳22亿分之一左右的能量,如果换算成电能,大概有100亿亿度。虽然我们人类目前的主要能源还是地球自身的煤、石油、天然气为主要能源,但这都是不可再生资源,终究会有枯竭的一天。而太阳能则不一样,对于我们地球而言是无穷无尽的,只是当前我们对于太阳能的利用非常有限,相信随着人类的发展,太阳能必定会成为我们的主要能源。
按照太阳的能力来看,至少可以维持燃烧100亿一年,目前太阳的年龄快到50一年,也就是说再过50亿年太阳的生命即将终结。太阳会不断膨胀最终变为密度很大的白矮星,周围的行星都会被太阳烧掉,包括我们的地球。当然我们人类诞生也不过几百万年,如果真的过去几十亿年,也许我们人类早已经飞出了太阳系!
来看看功率相当于多少个三峡水电站?
太阳的核心每秒大约要烧掉422万吨氢,这部分氢被完全转化为能量。
向外释放的能量约为3830万亿亿千瓦,作为对比,你家客厅的空调大约为5-10千瓦。
根据相关数据,三峡水电站的总装机容量在2012年达到2240万千瓦,也就是说太阳的辐射功率大约相当于1.7亿亿个三峡水电站。
1秒钟释放的能量有多大?
根据相关资料,2016年全球电力总生产量约为2.5万 TWh,也就是约25万亿度电(千瓦时)。电力来源方面:煤炭和泥煤38.3%,天然气23.1%,水电16.6%,核电10.4%,石油3.7%,太阳能/风能/地热/潮汐/其他5.6%,生物质和废物2.3%
经过简单的计算可知,太阳一秒钟释放的能量如果都转化为电的话,大约是1万亿亿度电,需要全人类发电420万年。
到达地球上的能量有多少?
太阳的能量主要以光辐射能的形式进入茫茫太空,据计算,这些能量大约有十亿分之一可以进入地球大气层上界,其中约30%被大气层反射回太空中,23%被大气层吸收,余下的47%的能量到达地球表面,其功率约为82万亿千瓦,相当于360万个长江三峡水电站全功率发电。
可以收集这些能量吗?
在你了解到了太阳的能量是如此巨大后,是不是在想:要是全部收集给人类用那该多好啊,是不?
是的,你肯定想到了戴森球,奥拉夫·斯塔普尔顿(Olaf Stapledon)在他的科幻小说《星际争霸》(Star Maker,1937年)中首次对该结构进行了描述,他在小说中描述了“每个太阳系...周围都是被薄纱布包围的网状结构,这些网状结构将逃逸的太阳能集中用于智能用途。”
这个概念后来在弗里曼·戴森(Freeman Dyson)于1960年发表的论文“寻找人造恒星红外辐射源”中得到推广。戴森推测,这样的结构将是技术文明不断增长的能源需求的逻辑结果,并将成为其长期生存的必要条件。他提出,寻找这样的结构可以导致发现先进的地外文明。
关于这个话题就不在这里展开讲了,其实关于将黑洞特别是超大型黑洞作为能源也有专门的书籍探讨过。作为“科学剃刀”,我更加倾向于人类对可控核聚的研究,因为对我们这个宇宙中四种基本力的了解和控制可以说是任何一种文明都必须要跨过的过程,人类可以说已经控制了电磁力,但对于强核力的控制还处在 探索 阶段,就比如对高温等离子体的行为还无法完全预测,一旦实现了这重要的一步,对可控核聚变的整个过程完全掌握,人类将真正实现文明的升级,走出地球走向星辰大海!
参考文献:
1、《磁约束聚变原理与实践》
2、百度、wiki
太阳的能量很大,很大!
大得超出人类现阶段文明对能量的利用认知!
首先我们来看看太阳的部分数据:
1 大小:
太阳热是离子体与磁场交织着的一个球体。太阳直径大约是1392000(1.392×106)千米,相当于地球直径的109倍;体积大约是地球的130万倍;其质量大约是2×1030千克(地球的330000倍)注意这一点,很重要!
对目前人类文明而言,这个地球的母星简直是个庞然大物!
2 寿命:
太阳是一颗黄矮星,黄矮星的寿命一般大致为100亿年,目前太阳大约45.7亿岁。 在大约50至60亿年之后,太阳内部的氢元素几乎会全部消耗尽。
对目前人类文明而言,寿命可能远超过人类文明存在期或者延续期!
3 部分特征:
太阳其总体外观性质:光度为383亿亿亿瓦,绝对星等为4.8,有效温度等于开氏5800度。部分数据来按质量计,它的物质构成是71%的氢、26%的氦和少量较重元素。它们都是通过核聚变来释放能量的,根据理论太阳最后核聚变反应产生的物质是铁和铜等金属。
对人类目前文明而言,这个消耗的过程非常漫长!
4 工作方式:
太阳的工作方式是热核反应,而热核反应包含了核聚变和核裂变!太阳氢原子核的聚变反应,也就是我们所说的核聚变!核聚变是通过氢分子从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应。太阳的热核反应实际上就是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量热能,但尚无法加以利用。
注意,核裂变方式的地球文明表现方式实际上是原子弹,威力相比比核聚变原理的氢弹要小得多!也就是说核聚变效率是远高于核裂变的!
对目前人类文明而言,可控核聚变太难了!托卡马克现在根本不能维持太久的时间!
5 咱们来个大概的计算方式:
根据书上说的太阳一秒钟消耗400万吨氢,每秒钟释放的能量相当于一秒钟内同时爆炸910亿颗100万吨级的氢弹。而太阳每分钟所释放的热量则相当于1.3亿亿吨煤燃烧时释放的热量。
太阳寿命大约100亿年×365天×24小时×60秒(这个时间要从反应开始时-反应停止时开始计算)×每秒钟太阳产生的能量=太阳的总能量!
所以,太阳的能量实际上无法精确计算,但是现在我们大概知道了,这个数据简直庞大的难以想象!