Какая часть массы Земли создается за счет энергии ядра?

Я читал, что более высокая энергия означает более высокую массу, а в атомных системах кинетическая энергия и потенциальная энергия на самом деле вносят больший вклад в массу, чем сами реальные частицы (по крайней мере, я так читал). Итак, какая часть массы Земли создается энергией расплавленного ядра? Какова будет разница в массе между почти идентичной Землей без расплавленного ядра и Землей, которая у нас есть на самом деле?

Какова величина энергии ядра?
Почему только расплавленное внешнее ядро? Твердое внутреннее ядро ​​также содержит много тепла.
FWIW, этот вопрос physics.stackexchange.com/q/152979/123208 ссылается на книгу с таблицей оценок теплосодержания Земли.
Я хотел бы ответить «нет, энергия создается массой ядра за счет трения и радиоактивности», но не думаю, что стоит загромождать уже предоставленный (хороший) ответ. Кроме того, я думаю, что читал, что на самом деле остается тривиальное количество тепла от образования планет, которое до сих пор не полностью потеряно?
@TCCooper Почему ты говоришь «нет»? Если вы охладите Землю, она действительно потеряет около 210 миллиардов тонн массы. Количество остаточной теплоты образования определенно не является тривиальным. Пожалуйста, см. physics.stackexchange.com/a/154514/123208 (также см. предыдущий вопрос, который я связал, в котором говорится о тепле, выделяемом преобразованием гравитационной потенциальной энергии во время формирования Земли).

Ответы (1)

Согласно таблице 2.17 со страницы 109 Химии климатической системы Детлева Мёллера, теплосодержание внутреннего ядра Земли составляет ∼ 3,6 × 10 30 Дж, а внешнее ядро ∼ 1,5 × 10 31 J. Общее теплосодержание Земли равно ∼ 2 × 10 31 Дж. Автор подчеркивает, что это лишь грубые оценки, основанные на теориях, дающих среднюю температуру и состав для различных слоев.

С использованием Е "=" м с 2 , массовый эквивалент тепла внутреннего ядра равен ∼ 4 × 10 13 кг, внешнее ядро ∼ 1,67 × 10 14 кг, поэтому общее количество ядра составляет около 2.1 × 10 14 кг.

Для сравнения, масса Земли ∼ 5,9722 × 10 24 кг. Таким образом, тепло ядра составляет около 1 части на 29 миллиардов общей массы.

Вот содержимое таблицы Мёллера.

область расстояние имел в виду плотность иметь значение нагревать
(км) °С г / с м 3 (Дж)
корка 0-30* 350 3,5 горные породы 2 × 10 22
внешняя мантия 30-300 2000 г. 4 горные породы 5.6 × 10 28
внутренняя мантия 300-2890 3000 5 горные породы 2.2 × 10 30
внешнее ядро 2890-5150 5000 8 Fe-Ni 1,5 × 10 31
Внутреннее ядро 5150-6371 6000 8,5 Fe 3,6 × 10 30
  • Континентальная кора, океаническая кора находится на глубине 5-10 км.

Удивительно трудно найти эти данные о геотермальной энергии. Википедия дает цифру 10 31 J для внутреннего теплосодержания Земли со ссылкой на отчет, в котором цитируется цифра 12,6 × 10 24 MJ из «Что такое геотермальная энергия» Диксона и Фанелли (2004), но в этой статье нет подробностей для расчета.

Это... намного больше, чем я ожидал. Напоминает мне дискуссию о том, можем ли мы измерить разницу в весе битов на жестком диске, равных 0 или 1, это другая крайность :)
@ D.Kovács Это кажется очень интересной дискуссией, каков был ваш вывод (если он был)?
Что это действительно (хотя только теоретически) измеримо. Один бит 1 против 0 имеет порядок величины от 2 до 4E-38 кг, если я правильно помню.
@D.Kovács Вы можете просмотреть physics.stackexchange.com/questions/tagged/landauers-principle . Принцип Ландауэра заключается в теоретической минимальной энергии, необходимой для (необратимых) вычислительных процессов. Современное оборудование потребляет гораздо больше энергии, чем этот предел.
Я думал, что жесткие диски хранят данные, изменяя направление намагниченности на небольшие участки? Как это запасает энергию? Для флэш-накопителей (SSD) все по-другому, поскольку вы заряжаете плавающие затворы на полевых транзисторах, поэтому вы фактически накапливаете энергию.
@PM 2Ring: Но есть разница между использованием энергии и ее хранением. Энергия, используемая в вычислениях, в основном рассеивается в виде тепла — и если вы не используете солнечную энергию для работы своего компьютера, это энергия, которая была в системе Земли с самого начала.
Как в этом контексте определяется «теплосодержание»? Это не стандартная величина в физике. Это внутренняя энергия? Энтальпия? Теплота есть параметр не состояния, а процесса. Какая теплота передается, если объект охлаждается до определенной температуры? Если да, то какая температура?
@nasu В этом контексте это количество энергии, необходимое для повышения температуры материала ядра от ~ 0 K до его текущей температуры.
@jamesqf Конечно, но я подумал, что Д. Ковача может заинтересовать предел Ландауэра, потому что это тесно связанная концепция.
Это, безусловно, дает вам представление о масштабах Земли, когда 40 гигатонн не намного больше, чем ошибка округления в 10-м десятичном знаке.
Итак, если бы это был куб воды, его размеры были бы примерно 6 км х 6 км х 6 км (?).
@Питер Справа. Но большая часть океана не так глубока. Oceanexplorer.noaa.gov/facts/ocean-depth.html дает среднюю глубину 3682 м, поэтому тепловая масса ядра приблизительно эквивалентна «куску» среднего океана размером 7,5 км × 7,5 км, а общая тепловая масса — Кусок 7,9 км × 7,9 км.
По масштабу это примерно то же самое, что и масса всей биомассы на Земле.
@Майкл Если я правильно помню, когда у вас есть два параллельных магнитных домена рядом друг с другом, они вместе имеют немного больше внутренней энергии, чем если бы они были антипараллельными, потому что силовые линии должны образовывать большую петлю.
Какая часть массы Земли создается за счет энергии ядра?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v