Physique Question #3466
Gabriel (Genre: mâle, Àge: 37 années) de Winnipeg, mb sur 28 mai 2006 demande:
Quelle est la distance du soleil pour chacun des éléments dans la table périodique où elles condenseraient ou fondraient ? Le mot clé est distance, les distances d'insolation. Spécifiquement, je recherche une formule de sorte que je puisse obtenir une parcelle de terrain pour un tenir le premier rôle de n'importe quelle masse. La raison de ceci est qu'il serait plus facile de prévoir étaient un géant oxygène-gaz avec les lunes habitables formerait, mais je ne recherche pas l'information tiens le premier rôle dessus la formation, ou la formation géante de gaz, seulement la distance du soleil, pour chaque type individuel d'élément, auquel il condenser/fonte.
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La réponse
Vous posez la mauvaise question. Les éléments ne condensent pas comme éléments, ainsi leurs propres températures de fonte ne sont pas appropriées. Les grains de la poussière tendent à former avec des chimies silicium-basées ou carbone-basées, dans la grande partie basée sur le rapport du carbone-oxygène en chimie hors de laquelle un tenir le premier rôle est soutenu -- parce que les Co et le CO2 sont tout à fait stables, vous obtenez le carbone seulement comme gaz quand le suffisamment d'oxygène est présent et puis époussetez est dominé par chimie de silicate. Si primordial tient le premier rôle contiennent moins d'oxygène, carbone tend à venir dehors en forme graphitique dans les grains qui s'appellent les hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAHs). Tous autres éléments, actuels jusqu'de manière significative à moins de degré que C, N, et O, tendent à précipiter avec ces grains. (Il y a des exceptions notables dans certaines circonstances, comme la formation d'oxyde de titane dans les atmosphères des supergiants rouges très frais.) les rapports thermiques d'histoire et d'abondance dans ces grains créent une variété de mineraologies qui sont reflétés dans les éventails ces grains -- ce qui font les impressions notables dans les éventails infrarouges les objets où cette poussière joue un rôle.
Il y avait un laboratoire au centre de recherches de la NASA Ames en Californie qui a synthétisé ces minerais et a enregistré leurs spectres afin de rivaliser avec des observations astronomiques. Nous employons leurs résultats tout temps pour comprendre la poussière de silicate et la poussière de pah, qui est trouvé dans les types cristallins et amorphes que nous voyons dans des observations de télescope.
Je ne peux pas te dire les températures auxquelles ces condensations ont lieu -- il dépend de la densité et de la composition aussi bien -- mais ces grains sont essentiellement en céramique (quand silicate dominé) ou suie (quand carbone dominé) ainsi ils ne sont pas affectés par très des températures. Je pense chaque élément indigène à moins que le carbone ait les températures de fonte au-dessous de ceux de la silice ou du graphite, à quelques exceptions comme le platine, le tungstène et le tantale -- et naturellement ce sont exceptionnellement rares.
On peut très rapidement obtenir la distance approximative d'un tenir le premier rôle à une « zone de la température » donnée par quelques rapports de graduation. Appelons la température de la surface du tenir le premier rôle = du Tstar, et la température de la zone = du Tzone désirés. Assumant une émissivité de l'unité, la quantité d'énergie a perdu par balances de superficie d'unité comme T^4, ainsi le rapport de l'énergie perdu par secteur sera (Tstar/Tzone) ^4. Pour équilibrer, le tenir le premier rôle devrait apparaître de cette zone en tant qu'ayant cette fraction du secteur du ciel entier. Par exemple : sur terre, la température moyenne de la planète est approximativement 300 K, et la température de surface du soleil est près de 6000 K. Ainsi le rapport dans les températures est 20 et le rapport dans l'énergie émise par unité de superficie est environ 160.000. Ainsi pour que la terre obtienne autant qu'il rayonne dans l'espace, par unité de superficie, le soleil devrait subtend environ 1/160000 du secteur du ciel entier. Une sphère contient 41000 degrés carrés, tellement 1/160000 de cela est environ un degré carré quart. Le soleil est un disque sur le ciel avec le diamètre 0.5 degré, ainsi il a une taille apparente dans la mesure carrée de pi*0.25^2 ou d'environ 0.2 degré carré.
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