Физика кометы
Данный блог посвящен полностью очевидным и примитивным вещам. Раз уж на форуме принято твердо утверждать, основываясь только на личной фантазии, то не буду отступать от этой традиции и пофантазирую на тему комет и их сложного взаимоотношения с Солнцем. Рассмотрим, одну интересную комету - Лавджоя. Она выжила после приближения к Солнцу, что дало лишний повод поглаживая сборник проповедей, пнуть того, кто пытается делать дело и искать ответы на вопросы.
Итак, вспоминаем физику.
Солнце Земля
0-@———————-*
@ - комета Лавджой, на расстоянии 140 000 км на протяжении часа. Сделаю отступление, в данном примере я понимаю под кометой Лавджой почти идеальную сферу из обычного водяного льда.
Определим нужные константы:
Расстояние между центрами масс Солнце-Земля (R) = 1 а. е.(149 597 870 км). Радиусом Земли в данном случае можно пренебречь и принять его за матматическую точку.
Радиус Солнца (r) = 695 500 км (~10 Радиусов Земли)
P (солнечная постоянная)=1367 Дж/сек
pi=3,1415926535897932384626433832795
Радиус кометы = 100 м
Плотность льда = 917 кг/м3
Температура плавления льда в вакууме= -20 С
Температура кипения воды в вакууме = 4 С
Итак, сколько энергии выделяет наше Солнышко?
Как понять, сколько энергии выделяет Солнце? Как свести погрешность расчетов к минимуму? Давайте попробуем
Посчитаем площадь поверхности сферы, которая пересекает нашу Землю, вспоминаем формулу площади сферы S=4*pi*r2
Получаем, что Sсз=4*3,1415926535897932384626433832795*149597870^2=281229376527941906371647,78638212 м2
Условно возьмем, что такая сфера не идеально сглажена, а состоит из квадратиков размермо 1х1 квадратный метр. На каждый такой квадрат падает энергия равная солнечнйо постоянной.
Значит с достаточно хорошей точностью, мы можем посчитать суммарное количество энергии, которое ежесекундно проходит через эту сферу.
E=Sсз*P = 1367 Вт/м2*281229376527941906371647,78638212м2=384440557713696586010042523,98435 Вт
но так как, сколько вышло из сферы, столько же в нее и вошло, то с некоторой допустимой точностью, можно сказать, что E - суммарная энергия излучаемая солнцем.
Итак, резюмируем, ежесекундно Солнце выделят 384440557713696586010042523,98435 Вт энергии.
Ну что там с кометой?
Радиус минимального прохождения кометы Лавджоя составил 140 000 км над поверхностью солнца или, если в радиусах, r+140000000 метров.
Условно говоря, комета проскользнула в минимуме по поверхности сфере, ограниченной данным радиусом. Посчитаем площадь этой сферы.
S сферы кометы= 4*3,1415926535897932384626433832795*(140000000м+695500000м)^2=8772083812652217861,9581698231703 м2
Значит, для радиуса сферы кометы, солнечная постоянная будет:
Pк=E/S сферы кометы=43825454,239186291297921633555266 Вт/м2
——–
Итак, мы имеем, что на 1 м2 кометы попадает излучение, мощностью 43825454,239186291297921633555266 Вт.
Насчитаем теперь, сколько мы энергии затратим, чтобы расплавить полностью комету. Формул объема сферы V=(4πR3)/3
V=(4*3,1415926535897932384626433832795*100^3)/3=4188790,204786390984616857844372 м3
m кометы = 917 кг/м3 * 4188790,204786390984616857844372 м3 = 3841120618 кг
Удельная теплоемкость водяного льда (замечу, что там мог быть аммиачный лед, или любой другой, а не водяной) = 335000 Дж/кг
Удельная температура плавления = 330000 Дж/кг
Чтобы растопить такую массу льда, на нужно
1. Нагреть лед от космической температуры (2 К) до точки плавления (100 С)
2. Расплавить лед
Считаем:
Qнагревания = m*c*dt=3841120618 кг*335000 Дж/Кг*К*251 К=322980627164530000 Дж
Qплавления=m*сп=3841120618 кг*330000 Дж/кг=1267569803940000 Дж
3. Нагреть воду и испарить ее с поверхности
Qнв=3841120618 кг*4200*4К=64530826382400 Дж
Удельная теплота испарения (кДж/кг) 2260
Q испарения = 3841120618 кг*2260000 Дж/кг=8680932596680000 Дж
Суммарная энергия для “уничтожения кометы”, составляет ИТОГО: 332993660391532400 Дж
Какой частью кометы, она поглощает излучение?
Очевидно, что не вся комета будет получать излучение солнца. Если включить воображение, то станет ясно - это площадь окружности на поверхности сферы.
S=pi*r2
S=3,1415926535897932384626433832795*100^2=31416 м2
Следовательно, каждую секунду, комета поглощает 31416 м2 * Pк = 1376817250780,6331402269450379973 Дж энергии в секунду.
Чтобы “убить комету”, Солнце нужно 332993660391532400 /( 31416 м2 * Pк) = 241857,55967448139809672186723545 секунд. ~ 67 часов.
Какой вывод?
Да, я сделал много допущений, и даже взял одну константу с потолка. Возможно даже где - то ошибся. Но даже если взять самые худшие условия для кометы и поделить этот результат на 10, то мы получим, что комета может выжить в “короне Солнца” около 6 часов, несмотря на то что она состоит из обычного льда. А если взять кому кометы, которая взяла на себя часть удара Солнца? Кстати, у льда самая большая удельная теплота плавления, даже больше металла. Да она могла разломаться на много частей, но этого не произошло.
Не стоит верить на слово, всяким ученым, которые рождаются в головах СМИ.
Интересные физические расчеты . Вот только комета может состоять не из льда .
ЦитироватьПо–моему, неверно. По мере таяния комета будет превращаться в шарик все меньшего размера и площадь поверхности этого шарика будет уменьшаться, и ежесекундный объем поглощаемой энергии будет падать пропорционально квадрату радиуса, значит надо брать интеграл.
ЦитироватьMinerva
Да, но это на идеализированном примере конкретной кометы - Лавджой.
Deep_Thought
Все верно. Но даже эти примитивные расчеты показывают, что нет ничего удивительного в том, что комета Лавджой выжила пройдя мимо Солнца. Помимо того, что интеграл надо брать, там еще много факторов. В том числе трудно рассчитываемых - кома кометы, которая одновременно и поглощает энергию и является тепловым покрывалом, нагрев кометы при приближении к Солнцу. Такой расчет дает хорошую точность без лишних заморочек на мой взгляд, ИМХО.
ЦитироватьДопущений многовато, да.
ЦитироватьА что, собственно, пытался доказать автор?
Я считал подобное, но только для того, что бы расплавить. На испарении, я встал, так как не смог оценить, насколько газовая оболочка будет мешать нагреву. По грубым прикидкам, там может быть увеличение срока в разы.
ЦитироватьПопробовал на бумаге через интеграл сделать, учесть отражение энергии и предварительный нагрев кометы при приближении, вывел формулу количества поглощаемой энергии кометой в зависимости от t и массы, где t - от 0 до 2*пи - по сути угол кометы на орбите в декартовых координатах с нулевой точкой в центре эллиптической орбиты. А вот дальше дебри, отложил. Если доделаю опубликую.
ЦитироватьПодтверждаются некоторые догадки,что у поверхности Солнца температура невысокая.И взаимодействует оно лишь в соприкосновении с определенным типом материи которая в свою очередь посылает отклик по типу свой-чужой.
ЦитироватьУ поверхности Солнца замечен вполне разумный десант ,когда мы видим телепортацию собственными глазами-стержень резко рассыпается на множество мелких частей-дронов размерами с Землю каждый..
kirass
. Температура на поверхности звезды все еще миллионы градусов, как и вчера. Если вчитаетесь в расчеты, то там черным по светлому написано, общее количество энергии испускаемого Солнцем в секунду - 384 440 557 713 696 586 010 042 523 Вт ~ 385 ЙоттаВатт энергии. 
ЦитироватьНе примазывайте сюда свои гнилые выводы :hell:, речь вообще не об космическом десанте
Действительно, айсберги посыпают сажей чтоб растопить именно в виду их отражающего эффекта. Кроме того, нагрев зависит от угла падения лучей, а на теневую сторону они вообще не падают. Кроме того, если комета погрузилась в корону солнца, то она насколько я понимаю фактически попала в разреженную плазму, какие там будут эффекты – хз. Надо различать нагрев от излучения (он определяется поглощающей способностью поверхности тела) и нагрев от непосредственного соприкосновения с веществом.
Цитировать