太阳每秒钟释放的能量相当于燃烧多少吨煤?地球上的煤炭储量有这么多吗?

看到这个问题,第一直觉告诉我地球上的煤炭储存的能量不可能比太阳每秒钟释放出的能量还多的。要知道地球上的煤炭和石油都是地球上的动植物通过太阳光的能量转化来的这种碳水化合物形成的。而太阳辐射的能量面向太阳系四面八方的,地球只获取了其中的一小部分而已。一起来验证一下是不是这样?

图示:太阳释放出的巨大能量

太阳无时无刻都在向宇宙中释放出大量的能量,这个过程已经持续了大约46亿年。太阳的能量是怎么来的呢?太阳的能量来自自身内部的核聚变反应。在太阳内部每秒钟约有6亿吨的氢经过热核聚变反应变为5.96亿吨的氦,其中释放出相当于400万吨氢的能量。这部分能量有多少呢?用爱因斯坦的质能方程式E=mc2来计算一下。

E=4000000000000克×300000000米/秒2=3.6×10^26焦耳。这就是太阳1秒钟释放出的能量。

图示:太阳能量来自内部的核聚变反应

那么太阳一秒钟释放出的这些能量相当于多少吨煤呢?一吨标准煤释放出的能量大约是2.93×10^10焦耳,因此,太阳每秒钟释放出的能量相当于12300万亿吨煤。那地球上有这么多煤么?查了一下资料,目前世界上的煤炭资源已经探明储量的大约为9842亿吨,我们就当做地球上有1万亿吨煤炭吧!现在清楚了吧,地球上煤炭储量还不及太阳1秒钟释放出能量煤炭当量的万分之一。

图示:地球上煤炭的形成

前面说过,地球上的煤炭是地球上的植物利用太阳的能量固定的碳水化合物形成的。难道地球上的植物经过几亿年的积累储存的能量还不如太阳一秒钟释放出的能量多吗?和地球比较起来,太阳实在是太大了,打个比方,若果是太阳是一个西瓜的话,地球只有一粒芝麻那么大小。太阳辐射的能量又是面向四面八方的,因此只有极小的一部分照射到地球上,大于只有22亿分之一。况且地球接收到的这22亿分之一的能量植物只利用了很小的一部分,能够成为煤炭保存下来的部分更加稀少。

因此即使地球上的植物积累了几亿年的太阳能量形成的煤炭,远远不及太阳一秒钟释放出的能量多。大家认为是这样吧?

太阳释放的能量相当于每秒钟爆炸900亿个百万吨级的核弹,大致对应于1.3亿亿吨煤燃烧的能量。而地球上的煤炭预测储量约为14万亿吨,这个数字和太阳每秒燃烧相当于亿亿吨煤炭相比,忽略不计。

太阳这样的恒星就是一个天然的核聚变反应堆,巨大的质量使得太阳产生的能量相当可观,即使以目前的聚变速率来计算,太阳也还能继续“燃烧”50亿年。

太阳为整个太阳系提供了光和热。我们地球上的能源大部分都来自于太阳,即使太阳照射到地球上的能量只有其产生能量的数十亿分之一,但仍然是地球上目前所有使用能源的十万倍。

每天到达地球的太阳辐射能量也相当大,按计算地球每平方米面积接收的太阳辐射能量可以点亮13个100瓦的灯泡。但由于大气层的吸收与散射,只有少部分能到达地表。但是目前我们对太阳能的利用效率还很低,在利用太阳能加热和发电方面还有很大的发展空间。

其中人们最抱有希望的是直接把太阳能转换成电能的太阳能电池,太阳能是清洁环保的能源,但目前效率还不高,即使成本较高的单晶硅太阳能电池效率也只能达到25%左右,最近随着钙钛矿等新材料的出现,太阳能电池的效率逐步攀升,成本也在不断下降,长期来看,大规模利用太阳能仍是人们获取能源的最佳方式。

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太阳的质量是太阳系总质量的99.84%,如此巨大的质量让太阳核心区域的氢元素在高温高压下发生了核聚变反应,这种核聚变反应马上从内延伸到外形成了我们今天看到的太阳,而太阳充足的氢元素足够让它“燃烧”100亿年左右,现在的太阳已经50亿岁了。

太阳本质上就是一个不停爆炸的核武器仓库,每秒钟太阳都会释放出1.3亿亿吨煤的能量,而地球的煤炭总量是14万亿吨,这个数字和太阳是无法相提并论的,而我们地球上所有的能量基本都来自太阳,但地球接受的太阳能量只是总能量的22亿分之一。

太阳核反应产生的能量在宇宙空间站全部以辐射的方式传播,这些辐射加热了地球,让太阳拥有了一年四季与天气变化,地球生命大部分都要太阳的光和热才能生存,而我们人类文明未来的发展也要靠太阳。

能源危机一直是困扰人类的最大问题,科技进步的背后其实是能源的进步,煤炭替代了柴草,石油代替了煤炭,电力也正在代替石油,而如果能把太阳的全部能量都收集起来转化成电能,那么人类文明从此就没有能源危机了。

地球的能源再多也是比不过太阳的,因为地球太小了,在太阳面前地球就是一粒沙子,但这粒沙子上又诞生了一群名为人类的沙子。

太阳每秒钟释放的能量相当于燃烧多少吨煤?地球上的煤炭储量有这么多吗?

太阳对于太阳系犹如至高无上的存在,如果没有了太阳,那我们这个宇宙中唯一的生命种子也有随之冰封!当然太阳并不会也暂时没有这个打算,在整个主序星演化阶段内,它每秒都燃烧掉6.5亿吨左右的氢元素,这可是真正的燃烧而非氧化燃烧!而这个燃烧过程则亏损约400万吨的质量,咱来看看这相当于多少煤炭释放的能量!

我们可以用爱因斯坦的质能方程将其计算出来,然后换算成煤炭看看,地球上的储量够不!

E=MC^2=400万吨×299792458^2=
359502071494727056000000000J

约为:3.6×10^26J

一吨煤炭的能量约:29308KJ/kg×1000=29308000000J

那么太阳一秒钟释放的能量相当于:12266346099861029.6吨煤炭

即:1.2×10^16吨煤炭燃烧所释放的能量!


截至到2012年,全球煤炭储量约为1万亿吨,排名前三位的是美国26.62%,俄罗斯18.2%和中国13.3%!

尽管1万亿吨看上去数字很大,但这却只有太阳一秒钟所释放出来的能量的万分之一!而地球只从太阳辐射功率中接收到了1/22亿,煤炭就在这1/22亿的能量中累积起来的,而世间万物有受太阳的1/22亿的恩赐!

当然简单的理解,假如煤炭石油都是动植物形成的,而这些都是来自于动植物利用阳光固化袭来的各种碳水化合物等,那么是不可能超过1/22亿的,而事实上煤炭石油天然气等所有综合都远远不及太阳一秒所释放出来的能量!

答:每秒钟太阳释放3.8*10^26焦耳能量,相当于1.3亿亿吨标准煤燃烧能量,远超地球煤炭储量,其中只有22亿分之一的太阳辐射被地球接收。


根据恒星模型以及太阳常数(1367W/m^2),可以估算出太阳每秒释放3.8*10^26焦耳的能量,标准煤的热值为29308KJ/kg,所以太阳每秒释放能量相当于1.3亿亿吨标准煤能量,地球每秒接收到的能量相当于600万吨标准煤能量。

在煤炭分类中,只有高品质的无烟煤和烟煤能达到标准煤的热值,含量较多焦煤、褐煤、泥煤等等,热值对标准煤的换算系数在0.3~0.9之间。


在2000年,世界煤炭已探明的可开采储量为9842.11亿吨,其中中国1145亿吨,俄罗斯1570亿吨,美国2466亿吨,三者占了全世界煤炭储量的56%。

全世界每年能量总消耗量,折算成标准煤大约是200亿吨,其中煤炭消耗量大约是80亿吨,所以太阳每秒释放的能量,足够目前的人类使用数十万年之久。


哪怕把全世界的煤炭、石油和天然气加起来,也远远没有太阳每秒钟释放的能量多,可惜地球只能接收到太阳辐射的22亿分之一,能被生物利用的太阳能更少。

就拿辐射到地球的太阳能来说,每秒相当于600万吨标准煤能量,一年就是190万亿吨标准煤能量,远比全球煤炭总量高,其中只有大约0.1%被地球生物的光合作用利用,绝大部分在夜间时辐射到太空中。


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其实相差的非常非常多,比较和太阳比起来,地球简直微不足道。

太阳占据整个太阳系质量的99.86%,是整个太阳系绝对的权威,地球上的生物是离不开太阳的,更不要说是人类了。太阳光是地球能量的主要来源,但太阳发出来的光只有极其少数能够到达地球,但这也完全够地球用了。

据估算,太阳每秒钟要燃烧掉6.5亿吨左右的氢元素,主要是通过热核聚变的方式.

整个过程会有0.7%的质量转化为能量,也就是400万吨的质量亏损。至于转化了多少能量,我们可以通过爱因斯坦的质量方程来计算。

E=mc^2=400*299792458^2≈3.6*10^26J

而燃烧一吨煤所能产生的能量大约为:2.9*10^10J

3.6*10^26J /2.9*10^10J≈1.2*10^16吨

所以,太阳燃烧一秒钟所能够释放的能量相当于1.2*10^16吨煤

而截止到目前为止,人类已知的煤炭储量是13.6万亿吨,也就是说,太阳燃烧一秒钟所释放的能量比地球上已经到煤炭储量全部燃烧所释放的能量要大1000倍。

换句话说,地球上所有的煤炭储量燃烧所释放的能量相当于太阳一毫秒燃烧所释放的能量。

因此,如果我们能够善于利用太阳能,提高太阳能的利用效率,那肯定能够很好得缓解能源问题,也可以减少不少煤炭,石油,天然气的使用。

太阳每秒钟释放的能量相当于燃烧多少吨煤?地球上的煤炭储量有这么多吗?

太阳是我们所处的恒星系-太阳系中绝对的“老大”,它所包含的物质总量占据了整体恒星系的99.86%。依靠着强大的质量,一方面太阳所提供的巨大万有引力,吸引着整个星系的众多天体和无数星系物质,围绕着太阳这个核心作周期性的公转;另一方面,在内部核聚变的作用下,太阳每时每刻都在向外释放着光和热,这些能量成为维持整个星系稳定演化的推动力量,特别是对于地球上各种生命形式的产生和发展,提供了必要的物质和能量支撑。

太阳的形成,来源于在这一空间区域中,上一任大质量恒星在生命的末期,发生超新星爆发之后,所“喷洒”出来的许许多多星际物质,在相互引力的扰动和作用下逐渐聚集,在星际物质的聚集和坍缩过程中,推动内核的温度和压力不断提升。

庆幸的是,太阳所吸聚物质的总量,也就是上一任恒星发生超新星爆发所形成的星际物质总量比较丰富,使得原始恒星的内核有了丰富充沛的物质输入,当所吸聚的物质越来越多,内核的温度和压力也越来越大,当温度达到700万摄氏度、压力达到上千亿个大气压之后,组成太阳内核的氢原子发生量子隧穿的效应有了质的提升,有一些氢原子中的质子在这种效应作用下,突破了与周围其它氢原子间的库仑力排斥,顺利进入另外的氢原子中,进而聚合成氢的另外一种同位素-氘,就此开启了恒星内部核聚变的序幕。

在太阳内部所进行的核聚变,实质上是一种质子-质子的链式反应,其中占据主导地位的是氢氦的链式反应,即4个氢原子将最终聚变形成1个氦原子,同时释放出中微子、伽马光子。在一个完整的链式反应中,反应前后的质量有些许减小,按照爱因斯坦的质能方程,物质的质量和能量是一个统一体,都是物质状态所表现出来的两个不同层面,系统的总质量发生了亏损,那么就会以能量的形式展现出来,从而维持一种总体的能量和能量守恒状态。

据科学家们测算,太阳内部每秒种参与核聚变的氢总量要达到7亿吨左右,而在此过程中净亏损的质量约为500万吨,所对应的释放出来的能量为4.5*10^26焦耳。那么,在太阳形成以后的近50亿年来,太阳内部消耗的氢总量达到10^26吨级别,而净亏损的质量约为8*10^23吨,这个数值看上去非常庞大,相当于100多个地球的质量,但与太阳刚形成时的总质量相比,亏损的部分仅点千分之四左右,这也是为什么几十亿来太阳依然保持稳定的原因之一。

1公斤标准煤完全燃烧的热值约为29306千焦,所以太阳一秒钟所释放的能量总和,相当于4.5*10^26/(29306*10^6)=1.5*10^16吨标准煤所释放的总能量。据统计,全球目前煤炭的总储量大约为1.06万亿吨,即1.06*10^12吨,即使所有煤炭全部开采,全部完全燃烧,全部按照标准煤的热值进行考虑,那么也仅仅是太阳一秒钟所释放能量的十万分之七

之所以会出现这种情况,主要原因在于太阳向外释放的能量,是以电磁波的方式向宇宙四面八方传送的,在地球这块“节点”上所接收到的太阳辐射量,仅占据到太阳总辐射量的22亿分之一,就是这极小的一部分能量,为地球的发展和生命的演化提供了充沛的物质和能量保障。另一方面,地球上煤炭的形成,需要漫长的地质作用和特定的埋藏和沉积条件,只有很少一部分植物才可以将接收到的太阳能量转化为煤炭。即使将全球内部所有储藏的煤炭、石油、天然气等化石能源都加起来,总能量也赶不上太阳哪怕一秒所释放出来的能量。

太阳每秒释放的能量大约为1.3亿亿吨标准煤完全燃烧所释放的能量,而上世纪80年代召开的世界能源会议显示,地球上煤炭的地质储量大约为14.3万亿吨,中间的差距显而易见。

太阳内部进行核聚变,每秒释放3.8×10的26次方焦耳的能量,相当于每秒损失420万吨物质。而如此巨量的能量,经过日地1.5亿公里距离的传播,地球只能接收其22亿分之一的能量,即便如此,那也相当于600万吨标准煤燃烧的能量。

因此在上世纪就有科学家提出如何能利用整个太阳的能量,于是就有了“戴森球”这样的想法,不过人类距离实现这样的梦想,还有很长的路要走。

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太阳每秒释放的能量相当于1.3亿亿吨煤燃烧,也就是3.7883×102?焦耳的能量。据1996年世界能源委员会的估测,在地球上,煤炭虽是储存最多、最广的能源,全世界可开采煤炭为1.0316×10?亿吨达标煤。地球上这么一丁点煤炭与太阳相比不值一提。

太阳可持续释放如此巨大能量的原因就是它内部无时不刻都在发生着热核聚变反应,就像一个巨大的天然核反应堆,每秒能释放相当于900亿颗百万吨级核弹爆炸的能量。

在太阳中心到25%的半径是太阳核反应区,这里的温度高达1500万℃,气压高达3000亿个,时刻都在发生4个氢原子核聚变为一个氦核,每秒约有6亿吨的氢在聚变反应中转换为5.96亿吨氦。太阳在这种“燃烧”自己照亮了别人的情形下,已经燃烧了50亿年,在这段漫长的时间里,为地球提供源源不断的光和热,使地球出现万紫千红的大千世界。据推测,现在是太阳的主序星阶段,它还将有最低50亿年的寿命。

太阳的如此巨大能量对人类来说,实是取之不尽用之不竭,可送到地球上的能量只是它总能量的1/22亿,可这么微不足道的能量对人类来说,相当于120万个三峡水电站每年的发电量,三峡发电量达到840亿kwh/年。

人类对太阳能对使用率仍然较低,并且一年中有大半时间是阴雨天,这让地面并不能充分利用清洁环保的太阳能。

所以,建议最好将“太阳能源站”建到大气层之外的太空,以能充分吸收太阳的清洁能源。如果可以将太阳能全部利用,那人类再也不会为即将耗尽的地球能源发愁了。

相信这一天在不久的将来就会到来!

太阳系内,太阳的质量最大,因此才能够让太阳系内的行星围着太阳转。

有关数据显示,太阳的质量是太阳系内行星总质量的99.84%,据天文学家测算,太阳的寿命(即稳定时期)可达100多亿年,太阳才过了50亿年的时间,所以目前它正处于稳定而旺盛的中年时期。太阳表面聚集着大量的氢元素。炽热的太阳,其中心温度高达1500万℃,压力也极大,有2 500亿个帕。因此,这些氢元素在高温高压之下发生剧烈的核聚变反应。并且无时无刻地在进行着核聚变反应,也就是说太阳一直在进行着无数次的核爆炸。

每一秒钟,太阳都会释放出1.3亿亿吨煤的能量,我们地球上所有的能量基本都来自太阳,但地球接受的太阳能量只是总能量的22亿分之一。所以我们每天都在浪费很多能量,如果把这些能量聚集起来,人类的能量消耗就不用愁了。由于地球距离太阳的距离太大,地球所接受的太阳能量太少,使得这么多的太阳能量得不到利用。如果能够有效利用这部分能量,地球何愁资源枯竭呢?

世界上的煤炭资源主要分布在三大地区:亚太地区、欧洲及欧亚大陆、北美洲。而地球现在的煤炭总储量大约有14万亿吨。太阳每年向地球输送的能量要比原子和矿物能源的年消耗量多1.5万倍。也就是说,太阳每一秒钟释放的能量,都比地球总能量要多得多,据估算,太阳每一秒发射的能量比地球一个世纪消耗的能量都要多。用太阳一秒的能量除以地球一个世纪的能量,得到的倍数是2700,即太阳一秒发射的能量够地球使用2700个世纪!这实在是个非常现实的事情。地球还是太渺小了,人类还是太微小了。

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