Почему удельная мощность человека почти в 10000 раз больше чем у Солнца?
12 МДж человек расходует на совершение механической работы.) Разделив 12 МДж на
длительность суток (86400 с), получимP2≈140т .
⋅1024 раз мощнее человека.
Таким образом, как генератор энергии Солнце примерно в 3
Тем неожиданнее результат сравнения их удельных (т. е. приходящихся на единицу массы)
мощностей. Масса М Солнца составляет около 2⋅1030 кг, массу m человека примем равной
80 кг. ТогдаP1 : M= 2⋅10−4т кг, P2: m=1,75Вт кг
Результат, к которому мы пришли, кажется на первый взгляд совершенно
неправдоподобным . Однако так и есть на самом деле. Как же объясняется этот «парадокс»?
Почему Солнце – этот гигантский термоядерный реактор – проигрываетпо удельной
мощностичеловеку, энергиюкоторомупоставляют химические реакции, куда более
«слабосильные», чем ядерные?
Ответ на этот вопрос нетрудно получить, если принять, что тепло в человеческом теле и
в Солнце выделяется более или менее равномерно по всему объему . Тогда, скорость
выделения тепла прямо пропорциональна объему тела, иными словами - кубу линейного
размера. Скорость же теплоотдачи пропорциональна площади поверхности тела, т. е.
квадрату линейного размера. Стало быть, чем больше тело, тем меньшей может быть
скорость выделения тепла, необходимая для поддержания некоторой заданной температуры.
ОбъемСолнцапорядка1027м3, площадь его поверхности около 1018м2 .
Соответствующие параметры тела человека – 10−1 м3 и 1 м2 . Таким образом, отношение
объемов Солнца и человека равно приблизительно 1028, а отношение площадей поверхностей этих тел порядка 1018 . Образно говоря, на единицу объема Солнца приходится приблизительно в 10 миллиардов раз меньше свободной поверхности, чем у человека. Поэтому не удивительно, что, несмотря на то, что солнечный «обмен веществ» протекает со
1
скоростью всего лишь0,2мВткг, температура на поверхности Солнца достигает 6000
градусов.
Проиллюстрируем связь между размерами, темпом энерговыделения и температурой
тел следующими примерами из жизни животного мира.
Температуры тел млекопитающих отличаются не особенно сильно. В частности, они
примерно одинаковы и у слона, и у маленькой полевой мышки. Однако скорость выделения
тепла в организме слона примерно в 30 раз меньше. Если бы внутри тела слона выделение
тепла происходило с такой же скоростью, как у мыши, то выделяющееся тепло не успевало
бы покинуть организм слона достаточно быстро,
температура, и слон бы «зажарился» в собственной шкуре.
Чем меньше теплокровное животное, тем больше должна быть удельная (т .е. в расчете
на единицу массы) скорость выделения тепла, чтобы скомпенсировать потери и поддержать
температуру тела, обеспечивающую нормальную жизнедеятельность организма, тем больше
пищи (опять-таки в расчете на единицу массы) оно должно поглощать. Мальчик-с-пальчик
из широко известной детской сказки должен быть ужасно прожорлив: при одинаковых
пропорциях с нормальным человеком ему требовалось бы на 1 кг массы в 20 раз больше
пищи.
в расчете на тонну у Солнца 0,1 Вт, у человека на тонну минимум 100х (1000:80) = 1250 Вт. Человек мощнее в 12500 раз. Но 100 Вт - это почти "основной обмен" (человек ничего не делает, например, спит).
Каждая клетка человек выделяет энергию, а в солнце только ядро осуществляет термоядерный синтез.
Человек перед насекомыми и бактериями отдыхает