Transporte de energia
Como a energia é transportada para acender a lâmpada do seu quarto? Bem, dependendo da fonte de energia, pode ser algo assim.
Primeiro, máquinas gigantes cavam o solo para extrair carvão. Esse carvão, uma fonte de energia, é despejado em caminhões ou vagões. Em seguida, é levado para uma usina a carvão, onde sua energia é convertida em eletricidade. Em seguida, ele viaja por meio de fios até sua casa para acender a lâmpada. Existem claramente muitas etapas envolvidas no que parece uma tarefa simples: apertar o botão.
Como a energia é transportada no Sol para iluminar a Terra, para eventualmente dar a alguém o simples prazer de aquecer sua pele em um dia frio, será explicado nesta lição.
A Zona Radiativa
A temperatura do Sol, a superfície do Sol para ser exato, é de 5800 Kelvin. Compare isso com a temperatura no centro do Sol, cerca de 16 milhões de Kelvin. Você sabe que o calor sempre flui de áreas quentes para áreas frias. Assim, o calor desse centro incrivelmente quente do Sol se move em direção à sua superfície mais fria e, de lá, para o espaço.
O centro extremamente quente do Sol é o seu núcleo, onde ele gera sua energia por meio da fusão nuclear. Por ser muito quente ali, os fótons de raios gama são encontrados em seu centro. Os fótons são feixes de radiação eletromagnética. Fótons de comprimento de onda curto e alta energia, como os raios gama, são emitidos em temperaturas mais altas do que fótons de comprimento de onda mais longo e energia mais baixa.
Do núcleo, esses fótons de raios gama de alta energia não viajarão diretamente para o espaço. Se isso acontecesse, eles escapariam para o espaço dois segundos após serem emitidos. Essa saída rápida do núcleo não é possível porque os raios gama serão desviados e espalhados em todas as direções pelos elétrons e núcleos atômicos localizados no núcleo. Pense nisso como um jogo de pára-choque gigantesco e terrivelmente duradouro em que os fótons tentam escapar da pista, mas os elétrons e núcleos constantemente batem nos fótons em direções aleatórias.
Mas com o tempo, os fótons de raios gama farão seu caminho para fora, em direção às áreas mais frias do Sol. Ao fazê-lo, sua alta energia será convertida em vários fótons de baixa energia, como uma moeda de alto valor pode ser convertida em várias unidades de uma moeda de baixo valor.
O movimento para fora desta energia do núcleo ocorre na forma de difusão radiativa e, portanto, os astrônomos se referem a uma das partes internas do Sol mais próximas do núcleo como a zona radiativa , a área dentro de uma estrela, como o Sol, onde a energia flui para fora como fótons, que lembram, são pequenos pacotes de radiação eletromagnética.
No processo de difusão radiativa, os fótons são emitidos em um local e absorvidos em outro, transportando energia entre dois pontos.
A Zona Convectiva
Desse modo, a energia fluindo para fora do núcleo como radiação acabará por chegar a camadas mais externas do Sol. Aqui, como você já sabe, o gás é mais frio. Essa temperatura mais baixa significa que o gás aqui não está completamente ionizado. Para nós, isso significa que essa camada de gás não é realmente transparente à radiação.
Como você não consegue ver através de uma janela opaca, a energia não consegue passar muito bem por um gás opaco. Portanto, a energia fluindo para fora do interior do Sol será retida como se estivesse atrás de uma barragem.
Você já viu uma onda de água atingir um paredão? Você provavelmente viu como ele começou a se agitar depois que atingiu a parede. Bem, imagine as ondas de energia fluindo para fora do interior do Sol atingindo um gás mais opaco e mais frio; isso é como um paredão. Sem nenhum lugar para ir realmente, esta energia começará a se agitar usando o processo de convecção.
Convecção significa que o gás quente aumentará enquanto o gás frio afundará em um movimento circular na zona de convecção (ou convecção) , a região dentro de uma estrela onde a energia flui para fora usando o processo de convecção. Para nós, isso significa que a energia não está mais fluindo para fora como fótons, mas como correntes ascendentes e descendentes de gás.
De lá, quando a energia atingir a superfície brilhante visível do Sol, a fotosfera , ela será irradiada para o espaço como fótons, incluindo os da luz visível. Consequentemente, em vez de levar dois segundos para sair para o espaço, levará a energia gerada no centro do Sol centenas de milhares ou mesmo milhões de anos para escapar devido a tudo o que discutimos nesta lição.
Resumo da lição
E o que discutimos? Discutimos a zona radiativa, onde os fótons de raios gama são batidos de maneira aleatória, retardando assim sua fuga para o espaço. E também discutimos a zona convectiva do Sol, onde a energia atinge uma espécie de parede fria, opaca e gasosa, retardando a fuga de energia para o espaço.
Os fótons são feixes de radiação eletromagnética e a difusão radiativa transportando a energia do Sol do núcleo ocorre na zona radiativa , a área dentro de uma estrela, como o Sol, onde a energia flui para fora como fótons.
Conforme a energia flui para fora, ela encontra um gás mais frio e opaco, que não é muito transparente à radiação. A energia retorna e é transportada para fora como correntes ascendentes e descendentes de gás na zona de convecção.
A zona de convecção (ou convecção) é a região dentro de uma estrela onde a energia flui para fora usando o processo de convecção. A partir daí, quando a energia atingir a superfície brilhante visível do Sol, a fotosfera , ela será irradiada para o espaço.
Resultados de Aprendizagem
Quando você terminar esta lição, avalie sua capacidade de:
- Destaque os processos que ocorrem na zona radiativa do sol
- Explique a forma como a energia escapa da zona radiativa
- Discuta o fato de que a zona convectiva serve como uma represa para a energia do interior do sol