Я чайник и у меня есть вопрос про горение и про термоядерную реакцию.

Question

Почему при горении вещество быстро и полностью сгорает при такой сравнительно низкой температуре, а на Солнце температура в разы больше и вещество за миллиарды лет так и не сгорело? Можно понятным языком? )

Answer 1

Горение - это химический процесс, это окисление. С этой точки зрения нет разницы между ржавлением железа, горением древесины или взрывом тротила. Как правило, реакция веществ с кислородом изотермическая, то есть с выделением тепла. Чем быстре реакция, тем выше температура как результат. Кроме того, в результате горения, химические элементы никуда не исчезают. Они только соединяются в другую форму, негорючую. Простой пример, сжигание водорода в кислороде - в результате образуется вода, состоящая из того же самого количества водорода и кислорода.
Термоядерный синтез - это другое. В результате этого процесса атомы сливаются между собой, превращаясь в атомы других, боле тяжелых химических элементов - последовательно, от водорода до железа. Этот процесс производит гораздо больше энергии. К примеру, в термоядерной бомбе всего лишь несколько граммов водорода вступает в термоядерную реакцию, а взрыв на миллион тон тротила.
Как написал Arkanarian Physicist, звезды буквально "тлеют". Реально быстрая реакция - это взрыв, называемый "сверхновая звезда" - взрывы гигантских звезд. В это время происходит синтез боле тяжелых элементов, чем железо. И звезда исчезает за считанные минуты.

Answer 2

Нагревание или охлаждение не может происходить независимо друг от друга, если где то нагревается, то значит где то будет охлаждаться, если где то убавилось то значит где то должно увеличиться, это закон энтропии. Энтропия это способность системы стремиться к равновесию (балансу) . Это способность среды привести помещенный в не объект к своим собственным параметрам. Например из баллона откачали воздух. в баллоне создано "разрежение" или вакум и как следствие баллон охлаждается. Внешня среда будет стремиться выровнять температуру баллона и привести е к своей собственной. И наоборот, если в баллон нагнетать воздух, т. е. повысить давление то сам баллон нагрется. Т. е. его температура повысится относительно температуры внешней среды. Если процесс накачки (откачки) остановить, то внешня среда приведет состояние баллона к своему собственному и температура баллона сравняется с температурой окружающей среды. Это могут называть "термодинамическим равновесием". применительно конкретно к термодинамике. Применительно к чему то другому могут сказать "равно". Однако суть термина энтропии для любой системы остается не именным. Это способность системы стремиться к балансу. Тот же самый процесс происходит на уровне звезд и космоса. Звезды нагреваются за счет охлаждения космического вакума и наоборот космический вакум охлаждается за счет нагревания звезд.

Answer 3

Потому что чтобы произошла реакция горения, надо преодолеть силу сопротивления электронных оболочек молекул, затратив при этом энергию ~0. 1 эВ. Это по порядку величины близко к средней энергии теплового движения молекул.

А в случае термояда нужна энергия в единицы Мэв. Однако даже в центре Солнца средня энергия теплового движения ядер всего ~5 кэВ, т. е радикально меньше, так что термояд идет только квантово-туннельным, подпороговым образом.

Т. е. по ядерным масштабам Солнце не горит, а едва-едва тлет.