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1-3 太阳的构造是怎样的?太阳能的资源有多少?
想了解太阳能,首先要了解太阳的构造。太阳是距离地球最近的一颗恒星,简单来说,太阳是一个炽热的大气体球。它的直径约为139×104km,是地球直径的109倍,其体积是地球的130万倍,而质量为地球的33万倍,所以,它的密度只是地球的1/4。太阳通常可分为内球和太阳大气两大部分。内球的外层是处于对流之中的流体区域;太阳大气又分为两层,其底层称为光球,就是人们平常所能看见的部分。其上面是厚约几千公里的色球层,最外面是一层密度很小的日冕,它的形状不规则,而且经常变化。从太阳球心到平均半径为1/4的范围内,含有总质量的40%,温度高达1500×104℃,密度超过1009g/cm3。在平均半径的70%处,温度降至50×104℃;在外面的对流层中,温度进一步降至约6000℃,密度降至0.01μg/cm3。
太阳的主要成分是氢和氦,其中氢约占78%,氦约占20%。在异常的高温、高压下,原子失去了全部或大部分核外电子,它们在高速运动和互相碰撞之中,发生多种核反应。其中最主要的是氢聚合变成氦核的反应,称为热核反应。
根据爱因斯坦相对论可知,通过热核反应,质量可以转换为能量,其公式为:
E=mc2
式中,m为物质的质量;c为真空中的光速(3×108m/s)。
太阳每秒将6亿多吨氢变为氦并产生大量的能量。这些能量发射出来,总功率相当于3.8×1020MW。尽管太阳的发射功率如此巨大,但是太阳的质量非常巨大,照这样消耗下去,仍然能够维持几十亿年。