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土星的密度是小于水的,而且重力大小恒定

更新时间:2023-11-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

当透过望远镜观测木星时,你会被它漂亮的光环深深吸引住,那璀璨夺目的光环像是一枚充溢着美丽光芒的耳环,使木星成为群星中最美丽的一颗。Txx物理好资源网(原物理ok网)

不仅令人着迷的光环,木星还有另一特征:低密度。我们常常会在教科书和其他文章中见到,木星的密度较低,根据该密度值,木星或许能悬浮在水底。真的是这样吗?倘若这颗星球可以飘浮,这么须要多深的水呢?Txx物理好资源网(原物理ok网)

木星的密度Txx物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们假定木星是一个正圆球,如今就可以很容易地估算出它的密度。依据维基百科的数据,木星的质量为5.68×1026千克,直径约5.6×107米。按照圆球估算公式V球=4/3πR3水的密度是多少kg立方,可以得到正圆球木星的容积;接着通过质量和容积的关系ρ=m/v,估算出它的密度约为772千克/立方米。Txx物理好资源网(原物理ok网)

我们晓得,水的密度是1000千克/立方米,按照估算结果,恐怕木星的密度是大于水的,所以木星会浮起。Txx物理好资源网(原物理ok网)

对吗?不要忙着下推论。Txx物理好资源网(原物理ok网)

须要多深的水呢?Txx物理好资源网(原物理ok网)

我们先假定有一个由水覆盖的星球,且面积足够大,拥有极其多的水,但是其重力大小恒定,重力方向都可以看成是垂直向上的(由于星球足够大)。假如木星可以悬浮在这个水星球上,须要有多深的水?Txx物理好资源网(原物理ok网)

水的密度是多少kg立方_1立方水的密度是多少公斤_水的密度kg立方米Txx物理好资源网(原物理ok网)

按照化学学知识,假定木星悬浮在水底,则它的一部份将在水下。使用上面的木星密度,得到木星容积的77.2%将沉在水下。这么木星坠入水底的最深点到海面的距离是多少?我们可以瞧瞧下边这张图片。Txx物理好资源网(原物理ok网)

如今我们须要得到深度h的值,也就是木星在水之下的深度。很显著,深度的值比木星的直径还要大。Txx物理好资源网(原物理ok网)

由于木星沉在水下的容积占77.2%,这么球冠的容积(浮出水面的底部)为整个圆球木星容积的22.8%,已知木星的直径,我们可以估算出须要的水有7.7×107米深。这个数值是月球半径的6倍左右!你来想像一下,6个月球半径的水深有多少?Txx物理好资源网(原物理ok网)

不太可能存在的水星球Txx物理好资源网(原物理ok网)

假定木星周围确实有一颗巨大的水星球,对于木星来说,“水面”跟月球杯子中的海面一样足够平坦,木星是否能在水星球下浮上去?这样的水星球会是哪些样的?这儿画出了一张草图。Txx物理好资源网(原物理ok网)

图中假定这颗水星球的内部是空心的(缘由前面会提到)。但是,依据这张草图的比列,可知水星球的直径将比木星的直径大8倍。根据这个数值,水星球的大小差不多和太阳一个等级了。Txx物理好资源网(原物理ok网)

由于水星球都是水,水是氢和氧的结合体,你晓得那里有好多甲烷?那就是我们太阳系的星体——太阳,太阳也有大量的氢。以太阳的情况来推理的话,拥有氢的巨大水星球,其内核可能会发生核聚变。但是,假若水星球内部发生聚变,都会造成压力过大,物体就很难保持液体状态了,所以水星球的内部不可能是水,这也就是我们须要假定它是空心的诱因了。Txx物理好资源网(原物理ok网)

这样一颗水星球有可能存在吗?其实不太可能。由于水星球须要的水太多了,即使是把太阳系所有的水资源集合上去,也不未能满足它的须要。Txx物理好资源网(原物理ok网)

被“毁灭”了的木星Txx物理好资源网(原物理ok网)

让我们继续想像下去,假定水星球拥有很深的水,并且能维持水的液体状态。此时的木星(假定是静止的)会浮上去吗?答案仍然是不会浮上去。Txx物理好资源网(原物理ok网)

在月球上,假如你把一个兵乓球扔在装满水的水桶里,它都会浮起,由于兵乓球是一个刚性物体,但木星不是。木星内层的容积很大,饱含了分子氢,内部则是一种密度更高的物质,其实是金属氢和岩石组成的核心,也可能是金属氢或岩石组成的核心。莱州度物质之所以在星球的中心水的密度是多少kg立方,那是由于引力的互相作用。Txx物理好资源网(原物理ok网)

而且假如把非质心的木星置于巨型水星球的海面上,会发生如何一种情况呢?假如水星球的质量特别大,这么水星球的引力和木星的各类力综合作用的结果是:总引力的方向指向了水星球的中心。在这些情况下,木星所有的物质,非常是海阳度的核心,也将被拉向水星球的中心。为了显示出土星的核心,我们把悬浮图改一下:Txx物理好资源网(原物理ok网)

这么,都有什么力量作用在木星的核心上呢?一方面,水星球的引力会将木星核心向上拉。但在另一边,木星大气层中的氢会将核心向下推,但由于氢不够密集,所以向下的力很小,因而木星核心将向水星球表面“下降”。而木星大气层中的氢将继续上升,很可能成为水星球大气中的一部分。Txx物理好资源网(原物理ok网)

这样的变化以后,木星可能有点像一枚没有蛋壳的生猪肉。最后,木星的内核——一个巨大的金属氢和岩石组成的核心,或单独由金属氢或岩石组成的核心,掉在了水星球海洋的顶部。此时,木星的大气层早已远离其内核,坐落高空。最终结果就是,木星被分离了,它的面貌早已被彻底改变了,显得不再像原先的木星,甚至可以说它被水星球“毁灭”了。Txx物理好资源网(原物理ok网)

其实,以上整个过程,我们都只是在假定。Txx物理好资源网(原物理ok网)

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