帮您了解水和水溶液的结构
所有关于磁或电磁处理水和水系统的假说和研究的基础应该是水分子的结构、水和水溶液的结构。
众所周知，水分子的内部结构是不对称的。氢原子与氧原子的角约为104.5°，在O-H的耦合长度约为0.96Å时，其能量约为109.6千卡/摩尔。与氧原子相比，氢原子的尺寸要小得多，使氢原子能穿透氧原子外壳的作用范围。这导致水分子不同点的电荷分布不均，结果水分子是偶极子，具有正电荷和负电荷中心，及水分子被极性化。在此应该强调，水分子的形状和大小在很大程度上取决于分子的激发状态（震荡、旋转、电子的）。
分子结合形成液态水结构的基础是基于它们氢键相互作用的能力。从20世纪30年代开始，就有大量关于液体水结构模型的假设。目前，可以说存在两大类关于液体水结构模型的假设：所谓的“混合”和“连续”模型。根据混合模型，水似乎是某些分子组成的平衡混合物，–“真正的液体分子”，相互之间不受氢键的束缚，和不同水分子氢键量数量的群集。在连续模型中，所有水分子都被纳入一个统一的氢键网格，其能量和几何参数是连续分布的；因此，水分子形成准晶格，由于热、静电和其他作用而变形，氢键经受拉力和弯曲。
在液态水混合模型中最常见的模型是萨莫伊洛夫（1967年）给出的。根据他的双结构模型理论，水的极分子形成一个(H2O)n型集合体，其存在创造了分子排列中的某种近序规律，所谓的水的准晶结构，不稳定，依赖外部因素。水的近序可以呈现为一个通透的四面体冰结构I，约25%的这个结构的空隙是充满了单维的水，在平移过程中，水分子主要沿这些结构空隙移动。因此，水有两个相互竞争的系统：由水分子组成的类冰结构（框架）和密集的水分子组成。由于水分子之间形成氢键的能量很低（3-5千卡/摩尔），水分子在纯净水中相互作用的过程很容易，分子在其杂乱运动中获得了最大数量的氢键。然而，约30%的潜在氢键仍然破裂。
水的连续模型可以首推涅别鲁欣假说，根据这种假说，由氢键空间网形成的水的准晶结构，在水的体积内没有均匀分布，而局限于一定的，相当小的区域——球状区域，准晶性质表现为，当外部条件发生变化时，它们的性质会发生变化，而不是连续性的，而是在达到某种临界状态时会发生急剧变化。球体结构通过水分子的集体互动产生能量增益，并形成了三维氢键网格。在球的表面，氢键并没有被切断，而是有其他特性（弱化、失真）。所以球的边界不是一个氢键破裂的表面：它是水分子集体相互作用的界限。球的结合过程是由表面水分子的氢键的定向性质决定的，只有在相互之间有一定的取向时才能发生。水的准晶格破坏导致水分子之间的氢键断裂，并导致一些分子按以下方式离解成离子：
2Н2О = Н3О+ + ОН-
这些离子聚集在球状体表面，有助于它们相互重新定向，这可能导致球状体的结合和液态水形成过程。
还值得注意的是关于水结构的另一个假说——特林切尔假说（1971至1975年），关于水的多微相结构，根据这一假说，在0°C至44°C温度范围内，水由具有热力学微相性质的宏观结构组成：冰的碎片-I，晶体微相-II，液体微相-III，每一个微相由大约1010-1011分子组成，其体积分别为3•10-13-3•10-12立方厘米。根据温度情况，不断发生微相转换，具有波动性，因此可能存在三种微相，也可能两种微相（晶体和水），甚至一种微相（水）。
与多微相结构假说非常接近的时雅罗斯拉夫假设和多尔戈诺索夫假设（1971年），根据这种假设.在水中有三种结构形式的：
类冰结构I ══ 无序结构II
║ ║
短氢键结构
根据这些形式之间的外部条件，相互转化为一种或另一种形式，这就决定了水的物理化学性质。
水溶液结构，即含杂质的水很复杂，虽然一般来说，没有杂质的水几乎不存在。特别是在水中以离子形式存在的杂质的影响非常大。已经证实，水中离子的水合现象是它们与水分子相互作用的结果。由许多水分子组成的水合离子外壳。此时，离子与溶液中直接形成离子外围的分子间的相互作用，以及与其他水分子之间的相互作用都很重要。因此人们研究两种形成的水合作用——近距和远距。第一种首先是研究离子对附近水分子的平移运动的热作用。近距水合作用主要和溶液的动力特性和若干过程进行机制有关。远距离水合主要是离子场对周围体积的水分子的极化作用。当离子转化为溶液时，它总是伴随产生很大的能量。
除此之外，根据萨莫伊洛夫的建议（1957年），可以说正水合和负水合也适用于近距水合。离子近距水合区水分子热平移运动的特点是水分子在离子i的近环境中的一些平衡位置上波动，而退出这一位置的决定因素是这些水分子的活化能∆Еi发生了变化。如果∆Еi>0，可以说是正水合，在这种情况下，水分子会受到离子相当稳定的结合作用。如果∆Еi<0，负水合作用，其特点是水分子在离子近距环境的迁移率高（比纯净水）。
有所谓的离子的假设半径ri0，确定离子i的正水合与负水合之间的界限。有些数据表明，单电荷离子的ri0=1.08Å和双电荷离子的ri0=1.4Å。在这种情况下，离子的性质具有很大的意义.
溶液中离子的运动伴随着与附近水分子的不断交换。在一般情况下可以认为离子在溶液中移动，进行了一次被激活的突变，部分与水合物外壳一起，部分不和外壳一起。离子和近环境水分子相互作用由离子-偶极和共价作用给，在这种情况下，后者对前者的贡献很大，其特点当离子和水分子之间的距离变大时，急剧下降。例如，实验发现，Mg2+和La3+离子主要与水合物膜突变式运动 ，而离子Li+、Na+、K+、Cs+、Cl-、Ca2+、SO42-不与水合物膜一起运动。
在这种情况下，活化能量 ∆Ei 变化评估显示，离子Li+、Na+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、La3+、F-、SO42-具有正水合作用，而离子K+、Cs+、NH4+、Cl-、HCO3-、BR-、NO3-、ClO4-是负水合。
水分子的水合层也是在水与空气及固体的界面上形成的。按捷尔亚金（1966年）的说法，这种层的厚度达到50 – 100Å，按斯列撒列夫的说法，高达300微米。这些层属于表面力范围，表现为这些层的机械特性，特别是对剪切阻力的增加。
水中以分子形式存在的杂质也对水的结构产生重大影响。
因此，与结构特征相关的水系统的物理化学性质的变化问题，毫无疑问，不仅在理论上论证是很困难的，而且对这些系统也很难产生有针对性的影响。
文章来源：https://t.cn/A6f5NRum
所有关于磁或电磁处理水和水系统的假说和研究的基础应该是水分子的结构、水和水溶液的结构。
众所周知，水分子的内部结构是不对称的。氢原子与氧原子的角约为104.5°，在O-H的耦合长度约为0.96Å时，其能量约为109.6千卡/摩尔。与氧原子相比，氢原子的尺寸要小得多，使氢原子能穿透氧原子外壳的作用范围。这导致水分子不同点的电荷分布不均，结果水分子是偶极子，具有正电荷和负电荷中心，及水分子被极性化。在此应该强调，水分子的形状和大小在很大程度上取决于分子的激发状态（震荡、旋转、电子的）。
分子结合形成液态水结构的基础是基于它们氢键相互作用的能力。从20世纪30年代开始，就有大量关于液体水结构模型的假设。目前，可以说存在两大类关于液体水结构模型的假设：所谓的“混合”和“连续”模型。根据混合模型，水似乎是某些分子组成的平衡混合物，–“真正的液体分子”，相互之间不受氢键的束缚，和不同水分子氢键量数量的群集。在连续模型中，所有水分子都被纳入一个统一的氢键网格，其能量和几何参数是连续分布的；因此，水分子形成准晶格，由于热、静电和其他作用而变形，氢键经受拉力和弯曲。
在液态水混合模型中最常见的模型是萨莫伊洛夫（1967年）给出的。根据他的双结构模型理论，水的极分子形成一个(H2O)n型集合体，其存在创造了分子排列中的某种近序规律，所谓的水的准晶结构，不稳定，依赖外部因素。水的近序可以呈现为一个通透的四面体冰结构I，约25%的这个结构的空隙是充满了单维的水，在平移过程中，水分子主要沿这些结构空隙移动。因此，水有两个相互竞争的系统：由水分子组成的类冰结构（框架）和密集的水分子组成。由于水分子之间形成氢键的能量很低（3-5千卡/摩尔），水分子在纯净水中相互作用的过程很容易，分子在其杂乱运动中获得了最大数量的氢键。然而，约30%的潜在氢键仍然破裂。
水的连续模型可以首推涅别鲁欣假说，根据这种假说，由氢键空间网形成的水的准晶结构，在水的体积内没有均匀分布，而局限于一定的，相当小的区域——球状区域，准晶性质表现为，当外部条件发生变化时，它们的性质会发生变化，而不是连续性的，而是在达到某种临界状态时会发生急剧变化。球体结构通过水分子的集体互动产生能量增益，并形成了三维氢键网格。在球的表面，氢键并没有被切断，而是有其他特性（弱化、失真）。所以球的边界不是一个氢键破裂的表面：它是水分子集体相互作用的界限。球的结合过程是由表面水分子的氢键的定向性质决定的，只有在相互之间有一定的取向时才能发生。水的准晶格破坏导致水分子之间的氢键断裂，并导致一些分子按以下方式离解成离子：
2Н2О = Н3О+ + ОН-
这些离子聚集在球状体表面，有助于它们相互重新定向，这可能导致球状体的结合和液态水形成过程。
还值得注意的是关于水结构的另一个假说——特林切尔假说（1971至1975年），关于水的多微相结构，根据这一假说，在0°C至44°C温度范围内，水由具有热力学微相性质的宏观结构组成：冰的碎片-I，晶体微相-II，液体微相-III，每一个微相由大约1010-1011分子组成，其体积分别为3•10-13-3•10-12立方厘米。根据温度情况，不断发生微相转换，具有波动性，因此可能存在三种微相，也可能两种微相（晶体和水），甚至一种微相（水）。
与多微相结构假说非常接近的时雅罗斯拉夫假设和多尔戈诺索夫假设（1971年），根据这种假设.在水中有三种结构形式的：
类冰结构I ══ 无序结构II
║ ║
短氢键结构
根据这些形式之间的外部条件，相互转化为一种或另一种形式，这就决定了水的物理化学性质。
水溶液结构，即含杂质的水很复杂，虽然一般来说，没有杂质的水几乎不存在。特别是在水中以离子形式存在的杂质的影响非常大。已经证实，水中离子的水合现象是它们与水分子相互作用的结果。由许多水分子组成的水合离子外壳。此时，离子与溶液中直接形成离子外围的分子间的相互作用，以及与其他水分子之间的相互作用都很重要。因此人们研究两种形成的水合作用——近距和远距。第一种首先是研究离子对附近水分子的平移运动的热作用。近距水合作用主要和溶液的动力特性和若干过程进行机制有关。远距离水合主要是离子场对周围体积的水分子的极化作用。当离子转化为溶液时，它总是伴随产生很大的能量。
除此之外，根据萨莫伊洛夫的建议（1957年），可以说正水合和负水合也适用于近距水合。离子近距水合区水分子热平移运动的特点是水分子在离子i的近环境中的一些平衡位置上波动，而退出这一位置的决定因素是这些水分子的活化能∆Еi发生了变化。如果∆Еi>0，可以说是正水合，在这种情况下，水分子会受到离子相当稳定的结合作用。如果∆Еi<0，负水合作用，其特点是水分子在离子近距环境的迁移率高（比纯净水）。
有所谓的离子的假设半径ri0，确定离子i的正水合与负水合之间的界限。有些数据表明，单电荷离子的ri0=1.08Å和双电荷离子的ri0=1.4Å。在这种情况下，离子的性质具有很大的意义.
溶液中离子的运动伴随着与附近水分子的不断交换。在一般情况下可以认为离子在溶液中移动，进行了一次被激活的突变，部分与水合物外壳一起，部分不和外壳一起。离子和近环境水分子相互作用由离子-偶极和共价作用给，在这种情况下，后者对前者的贡献很大，其特点当离子和水分子之间的距离变大时，急剧下降。例如，实验发现，Mg2+和La3+离子主要与水合物膜突变式运动 ，而离子Li+、Na+、K+、Cs+、Cl-、Ca2+、SO42-不与水合物膜一起运动。
在这种情况下，活化能量 ∆Ei 变化评估显示，离子Li+、Na+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、La3+、F-、SO42-具有正水合作用，而离子K+、Cs+、NH4+、Cl-、HCO3-、BR-、NO3-、ClO4-是负水合。
水分子的水合层也是在水与空气及固体的界面上形成的。按捷尔亚金（1966年）的说法，这种层的厚度达到50 – 100Å，按斯列撒列夫的说法，高达300微米。这些层属于表面力范围，表现为这些层的机械特性，特别是对剪切阻力的增加。
水中以分子形式存在的杂质也对水的结构产生重大影响。
因此，与结构特征相关的水系统的物理化学性质的变化问题，毫无疑问，不仅在理论上论证是很困难的，而且对这些系统也很难产生有针对性的影响。
文章来源：https://t.cn/A6f5NRum
科学には限界がない！太陽はなぜ赤い巨星になり、太陽系全体に害を及ぼすのか？それはもう長い間我慢しました。科学技術はずっと中の重さで、科学技術は社会発展の第一生産力です。現代は更に科学技術の発展の重要さをはっきりと現れています。科学の普及は、現代の発展、子孫後裔の進歩の基礎である。科学技術の魅力を見てみましょう。
恒星の進化は品質と密接に関係しています。質量の異なる恒星の進化のルートは全く違っています。
太陽の前身
1、チビスター
太陽は初期の恒星超新星爆発後の埃雲に誕生しました。それは初代恒星ではありません。これは太陽スペクトルから多くの太陽に属さない元素を発見しました。証明できます。星雲の不安定性から崩壊が始まり、球状体が形成される初期の恒星胚胎までは、元の恒星の過程で、太陽の生涯で初めて質的変化を経験します。木星の13倍以上の質量を持つため、伝説の中に存在する褐色矮星です。
「褐色矮星」の概念は1975年に米国の天文学者ジーン・タートが提案したものであるが、80年代後半に水素の同位体重水素の重合体下限が1.2%M唴（太陽質量の1.2%）に修正されたため、木星以上と赤矮星の間に正式に存在する天体は褐矮星と呼ばれる。
地球に一番近い褐色矮星はNASAの広域赤外線巡天探査衛星（WISE）が2013年に発見したLuhman 16（6.5光年）である。この種の天体は発光が極めて暗いので、可視帯では存在を探知するのは難しいが、広域赤外線哨天衛星は視野を広げている。
2、主序前星
これは太陽が主系列星になる前の最後の段階で、原始惑星盤の塵がまだ完全に星に落ちていない前には元の恒星と考えられています。もちろん恒星風が周囲の塵を運び始め、恒星の吸着過程が停止し、太陽が正式に主系列星の一員となります。
主なプロローグ星：太陽のような恒星に対して、主なプロローグ段階は水素元素の燃焼を主とする段階であり、これも恒星の流体静力バランスの段階であり、主なプロローグ段階で運行するのは恒星の最も安定した段階である。
太陽の主序星
太陽の主な秩序の段階が始まる前に、その内核の水素元素の核融合の過程はすでに始まっていますが、太陽の内核の核融合の過程を主な序星の段階に置いて紹介します。分かりやすいです。
1、太陽の燃料
上記では、褐矮星段階の重水素凝集を紹介しましたが、この段階は重水素（2 H）とリチウム（7 Li）の核融合に達することができます。しかし、これはあまり長くは続かないです。太陽は先代の恒星超新星が爆発した後の星雲に誕生して、星雲の中で多種の元素を含んで、しかし太陽の主な序星の段階にとって、利用することができるのはつまり水素とヘリウムの元素で、その他の元素は役に立ちませんでしたか？水素元素の核融合のためのプラットフォームです。
水素の同位体は三つあります。それぞれ：
1陽子+1電子の氕
1陽子+1中性子+1電子の重水素
1陽子+2子+1電子のトリチウム
重水素の割合が低いことを説明しましたが、トリチウムの割合はより低いです。結合エネルギーの関係で重水素とトリチウムが比較的に変わりやすいことを知っています。ITER（国際熱核融合実験炉）は重水素トリチウムの凝集を実現するために努力していますが、太陽はだめです。
2、太陽のエネルギー発生メカニズム：陽子反応チェーン
プロトン反応性鎖の第一段階の2つのプロトンの氕反応は，上の図のように重水素を生成する。本当の過程はこのようにして、2つの陽子が最初にヘリウム−2に集まりますが、この元素は極めて不安定で、1つの陽電子とニュートリノを放出して、1陽子＋1中性子の重水素になります。
しかし、このプロセスは非常に遅いです。もし太陽の内部にはこの二つの陽子しかないなら、10億年以上経ってからこのような機会が発生するかもしれません。なぜ可能性はそんなに低いですか？陽子と陽子の間のクーロン斥力はほとんど不可能になるので、チャンスがないでしょうか？もちろん、今は太陽が燃え続けています。これはミクロ粒子間で起こる「量子トンネリング効果」の結果です。だから皆さん頑張ってください。量子力学は、不可能なことも可能になると教えてくれます。また、太陽内核の極めて高温の地域には陽子があります。この機会はまだ頻繁に発生しています。
陽子反応連鎖の第二段階重水素と氕反応はヘリウム−3を生成し、中性子の中和があり、この反応に必要な結合エネルギーは明らかに減少し、さらにその放出エネルギーは陽子鎖の第一段階の氕氕凝集よりもはるかに高い。以上の図のように、1陽子＋1中性子の重水素と1陽子の氕がクーロン斥力を克服して結合し、5.494 MeVを放出しました。これは太陽内核が大量発生している過程です。プロトン反応チェーン以外にも、種類の日恒星には、炭素窒素の酸素サイクル（ベース-魏茨澤克-サイクル）がありますが、太陽にはわずか1.7%のヘリウム-4核が炭素窒素の酸素サイクルを介して発生し、太陽より大きな恒星は主に炭素窒素の酸素サイクルを経て発生します。
3、流体静力バランス
主なプロローグ段階では、太陽内核融合による放射圧と引力崩壊は相対的にバランスのとれた段階にあるので、主なプロローグ段階の太陽は非常に安定しています。12光年外の天倉五よりも、強烈なフレア活動がほとんどない恒星にとっては違いがありますが、太陽の後期に比べて、今はまだ太陽のゴールデンタイムです。この時間は70～80億年ぐらい続きます。太陽の誕生から46億年が経って、この段階はもう半分以上経ちましたが、未来は太陽の発展に従ってだんだんバランスが取れなくなります。
太陽の赤い巨星
0.5 M以下の恒星は赤い巨星の段階には発展しません。カーネルの対流層が直接表面に達するので、中心にヘリウムが堆積しません。下図は異なる質量の恒星の構造です。
1、早期水素加速燃焼の膨張段階
上の図は、主なプロローグ段階の恒星の内部構造であり、環状矢印は流れ層に対する模式図であり、稲妻矢印は放射層の模式図である。星の主なプロトン段階では、プロトンチェーンの循環を経てヘリウム元素が生成され、太陽品質の引力崩壊エネルギーは、主なプロローグ段階でヘリウムを核融合させるには十分ではないので、ヘリウム元素が蓄積された後、燃焼できないヘリウムカーネルは収縮する。
カーネルの収縮によって、外殻部分の水素がカーネルに入ることがあります。（これは時間がかかります。太陽は数千年のヘルツギャップを経験します。つまり、中心の水素燃焼を終了します。水素層の燃焼はまだ開始されていません。）内核温度が上昇するため、この時の水素元素は燃焼が加速して燃焼し、主系列星の段階より大きなエネルギーが発生します。その結果、放射圧が急増します。膨らみが出る！
この時の恒星の流体の静力の平衡は次第にバランスが崩れて、輻射の膨張の圧力は次第に引力に打ち勝って、恒星の体積はますます大きくなって、恒星は赤い巨星に向かって溶けます！
2、太陽の最初のヘリウムフラッシュ
水素シェルの加速燃焼はより多くのヘリウムを蓄積し、中心ヘリウム核の品質が増加するにつれて、ヘリウム核の収縮はより高い温度を発生し、ヘリウム－3を点火する温度に達すると、ヘリウムの凝集は急速に開始される。ごく短い時間で、中心はすでに簡単な状態にあるヘリウムカーネルは数分間で凝集して完成します。多くの友達がヘリウムの凝集が激しいと紹介していますが、実は間違っています。正確には通常の条件で核融合ができます。内核は熱圧力によって内部核の温度を調節します。しかし、簡単なヘリウム核は極めて緻密なカーネルであり、このような調整機能を備えていないので、この過程は極端な時間で完成され、発生したパワーは超新星爆発に次ぎます。電子の単純な状態にあるヘリウム核の質量は恒星質量の約40%であり、この過程でコア質量の約6%が炭素に転化される。太陽の最初のヘリウムフラッシュは、主系列星から12億年後に発生します。
ヘリウムの瞬きを経験している桜井の星
ヘリウムフラッシュ爆発のエネルギーは大きく膨張したケーシングに吸収されるので、ヘリウムフラッシュを直接観測するのは難しいですが、ヘリウムフラッシュが直接観測されます。すなわち、白色矮星がバック星の物質を吸着して水素シェルを形成して蓄積し、暴走する融合は新星爆発を形成します。バック星が大部分の水素を失ったら、ヘリウムが白い矮星に吸い込まれて、白い矮星ヘリウムができます。
太陽のヘリウムフラッシュ時代
最初のヘリウムフラッシュのエネルギーは殻に散逸された後、核引力の作用で水素シェルが発生し続け、またヘリウムが凝集して蓄積されるようになります。一定の品質に達すると、ヘリウムフラッシュはまたヘリウム炭素核外層で発生し、この過程を往復します。
太陽はこのシーソーの繰り返しの中で膨張していって、最終的に2 AUの直径に達することができて、つまり太陽の外部の気殻は地球の軌道の近くに達成して、上図のオレンジの小さいボールは太陽の主な序星の時代で、両者のコントラストの格差は普通の大きさではありません。
この過程で太陽の光度は繰り返し変化します。外筐まで内核から遠くなります。
太陽の白い矮星期
もちろん、内核の引力はもはや遠く離れた外殻を縛ることができない時、太陽の発展は次の段階に入ります。気殻は惑星状星雲になります。内核は中心に残してその簡単な形の白い矮星をします。このような日星の内核の品質は銭拉塞卡の極限を突破することができません。矮星星の究極の目標の中で最後の一つは元素の天体を分けることができます！
IC418は天兎座の惑星状星雲に位置し、直径0.3光年、地球から約2000光年、太陽の未来も惑星状星雲であるが、将来の形は推測できないが、激しい超新星爆発に比べて惑星状星雲の広がりは非常に暖かく、その形は円形または楕円形のものが多く、例外も少なくない。じゃないと、どうやって惑星状星雲になりますか？
人類は今、生物、化学などの自然科学技術の発達によって、好奇心の強い人たちに多彩な心の糧を与えています。人類は探求と発明の同時に自己価値を肯定して、人々は科学技術の持ってくる福祉を享受している同時にも楽しみを収穫しました。
恒星の進化は品質と密接に関係しています。質量の異なる恒星の進化のルートは全く違っています。
太陽の前身
1、チビスター
太陽は初期の恒星超新星爆発後の埃雲に誕生しました。それは初代恒星ではありません。これは太陽スペクトルから多くの太陽に属さない元素を発見しました。証明できます。星雲の不安定性から崩壊が始まり、球状体が形成される初期の恒星胚胎までは、元の恒星の過程で、太陽の生涯で初めて質的変化を経験します。木星の13倍以上の質量を持つため、伝説の中に存在する褐色矮星です。
「褐色矮星」の概念は1975年に米国の天文学者ジーン・タートが提案したものであるが、80年代後半に水素の同位体重水素の重合体下限が1.2%M唴（太陽質量の1.2%）に修正されたため、木星以上と赤矮星の間に正式に存在する天体は褐矮星と呼ばれる。
地球に一番近い褐色矮星はNASAの広域赤外線巡天探査衛星（WISE）が2013年に発見したLuhman 16（6.5光年）である。この種の天体は発光が極めて暗いので、可視帯では存在を探知するのは難しいが、広域赤外線哨天衛星は視野を広げている。
2、主序前星
これは太陽が主系列星になる前の最後の段階で、原始惑星盤の塵がまだ完全に星に落ちていない前には元の恒星と考えられています。もちろん恒星風が周囲の塵を運び始め、恒星の吸着過程が停止し、太陽が正式に主系列星の一員となります。
主なプロローグ星：太陽のような恒星に対して、主なプロローグ段階は水素元素の燃焼を主とする段階であり、これも恒星の流体静力バランスの段階であり、主なプロローグ段階で運行するのは恒星の最も安定した段階である。
太陽の主序星
太陽の主な秩序の段階が始まる前に、その内核の水素元素の核融合の過程はすでに始まっていますが、太陽の内核の核融合の過程を主な序星の段階に置いて紹介します。分かりやすいです。
1、太陽の燃料
上記では、褐矮星段階の重水素凝集を紹介しましたが、この段階は重水素（2 H）とリチウム（7 Li）の核融合に達することができます。しかし、これはあまり長くは続かないです。太陽は先代の恒星超新星が爆発した後の星雲に誕生して、星雲の中で多種の元素を含んで、しかし太陽の主な序星の段階にとって、利用することができるのはつまり水素とヘリウムの元素で、その他の元素は役に立ちませんでしたか？水素元素の核融合のためのプラットフォームです。
水素の同位体は三つあります。それぞれ：
1陽子+1電子の氕
1陽子+1中性子+1電子の重水素
1陽子+2子+1電子のトリチウム
重水素の割合が低いことを説明しましたが、トリチウムの割合はより低いです。結合エネルギーの関係で重水素とトリチウムが比較的に変わりやすいことを知っています。ITER（国際熱核融合実験炉）は重水素トリチウムの凝集を実現するために努力していますが、太陽はだめです。
2、太陽のエネルギー発生メカニズム：陽子反応チェーン
プロトン反応性鎖の第一段階の2つのプロトンの氕反応は，上の図のように重水素を生成する。本当の過程はこのようにして、2つの陽子が最初にヘリウム−2に集まりますが、この元素は極めて不安定で、1つの陽電子とニュートリノを放出して、1陽子＋1中性子の重水素になります。
しかし、このプロセスは非常に遅いです。もし太陽の内部にはこの二つの陽子しかないなら、10億年以上経ってからこのような機会が発生するかもしれません。なぜ可能性はそんなに低いですか？陽子と陽子の間のクーロン斥力はほとんど不可能になるので、チャンスがないでしょうか？もちろん、今は太陽が燃え続けています。これはミクロ粒子間で起こる「量子トンネリング効果」の結果です。だから皆さん頑張ってください。量子力学は、不可能なことも可能になると教えてくれます。また、太陽内核の極めて高温の地域には陽子があります。この機会はまだ頻繁に発生しています。
陽子反応連鎖の第二段階重水素と氕反応はヘリウム−3を生成し、中性子の中和があり、この反応に必要な結合エネルギーは明らかに減少し、さらにその放出エネルギーは陽子鎖の第一段階の氕氕凝集よりもはるかに高い。以上の図のように、1陽子＋1中性子の重水素と1陽子の氕がクーロン斥力を克服して結合し、5.494 MeVを放出しました。これは太陽内核が大量発生している過程です。プロトン反応チェーン以外にも、種類の日恒星には、炭素窒素の酸素サイクル（ベース-魏茨澤克-サイクル）がありますが、太陽にはわずか1.7%のヘリウム-4核が炭素窒素の酸素サイクルを介して発生し、太陽より大きな恒星は主に炭素窒素の酸素サイクルを経て発生します。
3、流体静力バランス
主なプロローグ段階では、太陽内核融合による放射圧と引力崩壊は相対的にバランスのとれた段階にあるので、主なプロローグ段階の太陽は非常に安定しています。12光年外の天倉五よりも、強烈なフレア活動がほとんどない恒星にとっては違いがありますが、太陽の後期に比べて、今はまだ太陽のゴールデンタイムです。この時間は70～80億年ぐらい続きます。太陽の誕生から46億年が経って、この段階はもう半分以上経ちましたが、未来は太陽の発展に従ってだんだんバランスが取れなくなります。
太陽の赤い巨星
0.5 M以下の恒星は赤い巨星の段階には発展しません。カーネルの対流層が直接表面に達するので、中心にヘリウムが堆積しません。下図は異なる質量の恒星の構造です。
1、早期水素加速燃焼の膨張段階
上の図は、主なプロローグ段階の恒星の内部構造であり、環状矢印は流れ層に対する模式図であり、稲妻矢印は放射層の模式図である。星の主なプロトン段階では、プロトンチェーンの循環を経てヘリウム元素が生成され、太陽品質の引力崩壊エネルギーは、主なプロローグ段階でヘリウムを核融合させるには十分ではないので、ヘリウム元素が蓄積された後、燃焼できないヘリウムカーネルは収縮する。
カーネルの収縮によって、外殻部分の水素がカーネルに入ることがあります。（これは時間がかかります。太陽は数千年のヘルツギャップを経験します。つまり、中心の水素燃焼を終了します。水素層の燃焼はまだ開始されていません。）内核温度が上昇するため、この時の水素元素は燃焼が加速して燃焼し、主系列星の段階より大きなエネルギーが発生します。その結果、放射圧が急増します。膨らみが出る！
この時の恒星の流体の静力の平衡は次第にバランスが崩れて、輻射の膨張の圧力は次第に引力に打ち勝って、恒星の体積はますます大きくなって、恒星は赤い巨星に向かって溶けます！
2、太陽の最初のヘリウムフラッシュ
水素シェルの加速燃焼はより多くのヘリウムを蓄積し、中心ヘリウム核の品質が増加するにつれて、ヘリウム核の収縮はより高い温度を発生し、ヘリウム－3を点火する温度に達すると、ヘリウムの凝集は急速に開始される。ごく短い時間で、中心はすでに簡単な状態にあるヘリウムカーネルは数分間で凝集して完成します。多くの友達がヘリウムの凝集が激しいと紹介していますが、実は間違っています。正確には通常の条件で核融合ができます。内核は熱圧力によって内部核の温度を調節します。しかし、簡単なヘリウム核は極めて緻密なカーネルであり、このような調整機能を備えていないので、この過程は極端な時間で完成され、発生したパワーは超新星爆発に次ぎます。電子の単純な状態にあるヘリウム核の質量は恒星質量の約40%であり、この過程でコア質量の約6%が炭素に転化される。太陽の最初のヘリウムフラッシュは、主系列星から12億年後に発生します。
ヘリウムの瞬きを経験している桜井の星
ヘリウムフラッシュ爆発のエネルギーは大きく膨張したケーシングに吸収されるので、ヘリウムフラッシュを直接観測するのは難しいですが、ヘリウムフラッシュが直接観測されます。すなわち、白色矮星がバック星の物質を吸着して水素シェルを形成して蓄積し、暴走する融合は新星爆発を形成します。バック星が大部分の水素を失ったら、ヘリウムが白い矮星に吸い込まれて、白い矮星ヘリウムができます。
太陽のヘリウムフラッシュ時代
最初のヘリウムフラッシュのエネルギーは殻に散逸された後、核引力の作用で水素シェルが発生し続け、またヘリウムが凝集して蓄積されるようになります。一定の品質に達すると、ヘリウムフラッシュはまたヘリウム炭素核外層で発生し、この過程を往復します。
太陽はこのシーソーの繰り返しの中で膨張していって、最終的に2 AUの直径に達することができて、つまり太陽の外部の気殻は地球の軌道の近くに達成して、上図のオレンジの小さいボールは太陽の主な序星の時代で、両者のコントラストの格差は普通の大きさではありません。
この過程で太陽の光度は繰り返し変化します。外筐まで内核から遠くなります。
太陽の白い矮星期
もちろん、内核の引力はもはや遠く離れた外殻を縛ることができない時、太陽の発展は次の段階に入ります。気殻は惑星状星雲になります。内核は中心に残してその簡単な形の白い矮星をします。このような日星の内核の品質は銭拉塞卡の極限を突破することができません。矮星星の究極の目標の中で最後の一つは元素の天体を分けることができます！
IC418は天兎座の惑星状星雲に位置し、直径0.3光年、地球から約2000光年、太陽の未来も惑星状星雲であるが、将来の形は推測できないが、激しい超新星爆発に比べて惑星状星雲の広がりは非常に暖かく、その形は円形または楕円形のものが多く、例外も少なくない。じゃないと、どうやって惑星状星雲になりますか？
人類は今、生物、化学などの自然科学技術の発達によって、好奇心の強い人たちに多彩な心の糧を与えています。人類は探求と発明の同時に自己価値を肯定して、人々は科学技術の持ってくる福祉を享受している同時にも楽しみを収穫しました。
小体积、大容量的锂金属电池要翻身？
汽车商业评论2020-01-07 10:22大图模式
大图模式
大图模式
理论上，如果电池体积不变，在搭载锂金属电池的情况下，电动汽车的续航里程将提升一倍
大图模式
说到锂离子电池大家肯定并不陌生，从能装进裤兜里的手机、行驶在路上的汽车，再到用于电网能量储存的基础设施都能见到它的身影。
目前，全球的锂离子电池产量已达到约160G瓦时的水平。这项革命性的技术使其三位主要开发者在2019年获得了诺贝尔化学奖。
然而，锂离子电池产品并非完美无缺。它价格偏高；有可能发生着火现象；依赖于越来越难以获得的材料，如钴和镍。
电池专家一致认为，总有一天会出现更好的电池。这说的有可能就是锂金属电池。
其实，锂金属电池算是锂离子电池的前辈。它于1970年代由时任艾克森石油公司的化学家的斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham，2019诺贝尔化学奖得住之一）开发出来。
金属锂作为电池材料的一大优势是，它很容易释放电子和带正电荷的锂离子。理论上，如果电池体积不变，在搭载锂金属电池的情况下，电动汽车的续航里程将提升一倍。
但事实证明，惠廷厄姆的设计难以商业化，原因在于锂有着高反应活性，通常锂金属箔与电解质会产生不良反应，从而导致电解质过热，甚至出现燃烧现象。另外，用来做阴极的二硫化钛也太贵。
大图模式
一个3D孔的活性表面空间是一个2D电池的50倍
后来，惠廷厄姆和其他研究人员在锂中加入了石墨，以此来降低其反应活性，并用更便宜的材料替换了阴极。于是，我们现在常用的锂离子电池由此诞生。
带有锂金属阳极的电池就此被当成了锂离子电池发展道路上的一个有趣垫脚石。
不到十年前，来自麻省理工学院（MIT）的A123系统公司宣布破产，一定程度上是被这一不成熟技术拖了后腿，进而导致投资者对于电池技术的疑虑。
2013年1月28日，在美国首都华盛顿，外国投资委员会（CIFUS）正式批准，同意万向集团收购A123。同样源自MIT的SolidEnergy接管了A123闲置的设施，随后开始以具备商业可行性的方式自主制造电池。
总部位于美国华盛顿州博塞尔的XNRGI公司也没有放弃这个选项，目标是要将锂金属电池商业化并打入主流市场。
该公司研发团队通过将金属锂沉积到涂有薄膜的硅衬底上，并蚀刻数以百万计的微小孔洞，成功地抑制了金属锂的反应活性。
与传统的锂离子二维阳极相比，金属锂电池的三维基底大大增加了阳极的表面积。“使用金属锂阳极的容量是传统石墨层间化合物的十倍。”XNRGI公司CEO克里斯·德库托（Chris D’Couto）说道。
该公司预计2020年开始批量生产锂金属电池，供应给制造电动车和消费电子产品的客户。
XNRGI还瞄准了电网存储市场。2019年，它与加拿大初创公司Cross Border Power签署协议，成立了一家合资企业，主要业务正是将其电池分销给北美的公用事业机构。
当然，关于新电池技术的新闻从来就没断过，其中不乏有人说自己的研究是“革命性的，可以颠覆整个市场”。但相对而言，在实验室里看起来很有前途的电池，到了真正投入市场时却少之又少。
“这取决于你要满足多少个指标。”阿贡国家实验室储能专家文卡特·斯里尼瓦桑（Venkat Srinivasan）解释说，“如果是用于电动车，理想的电池应满足续航里程为几百公里、充电时间以分钟为单位、工作温度范围广泛、使用寿命达10年、碰撞安全等条件。当然，成本也要降下来。”
“考虑的指标越多，让一项新的电池技术商业化就越困难，所以需要妥协。比如，想让电池使用10年以上，那行驶里程可能就有限，充电速度也不会很快。”他补充说，“还有一点是，行业只希望看到至少与现有电池一样好的产品。”
XNRGI的德库托自己也承认，说商业化锂金属电池并非易事。但他同时表示，公司在几个方面上有优势。
大图模式
首先，严格来讲，XNRGI没有发明新的制造方法，而是借鉴了芯片制造商用于制造集成电路的一些可靠技术，包括在硅上蚀刻20×20微米的空腔以及薄膜的应用。因此，该公司给电池起了个带有“芯片”的名字：PowerChip。
德库托说，这些用显微镜才能看到的微孔中的每一个都可以被看作是微电池。与锂离子电池会发生灾难性故障不同，一个PowerChip微电池出现问题不会传播到周围的电池上。
其次，一些锂离子电池，如Enovix、Nexeon、Sila纳米技术和Sion Power等公司生产的产品，是用硅替代部分或全部的阳极石墨，从而获得更好的性能。在这些电池的阳极中，锂与硅材料结合形成Li15Si4。
同样，PowerChip的硅衬底具有导电涂层，可作为集流体和防止硅与锂相互作用的扩散屏障。在这点上，德库托称锂金属阳极的容量大约是硅插层阳极的5倍。
目前，该公司正在使用由锂钴氧化物和镍锰钴制成的阴极，其电池容量是传统锂离子电池的两倍，而硫等替代材料可以进一步提高阴极性能。“但如果只有一极的性能提高，另一极没有相应的变化并不能激发出电池的全部潜能。”德库托给出了这样的回答。
此前，XNRGI叫做NEAH电力系统，开发过燃料电池。但是燃料电池市场并没有起飞，所以到了2016年，在获得美国能源部的许可后，它使用相同的概念造起了锂金属电池。
“我希望每个人都开电动车，甚至连飞机都应该电动化。”斯里尼瓦桑看了一眼快没电的手机，接着说，“电池和生活一样，总有改进的空间。”（文章&图片来源：IEEE，作者：Jean Kumagai）
汽车商业评论2020-01-07 10:22大图模式
大图模式
大图模式
理论上，如果电池体积不变，在搭载锂金属电池的情况下，电动汽车的续航里程将提升一倍
大图模式
说到锂离子电池大家肯定并不陌生，从能装进裤兜里的手机、行驶在路上的汽车，再到用于电网能量储存的基础设施都能见到它的身影。
目前，全球的锂离子电池产量已达到约160G瓦时的水平。这项革命性的技术使其三位主要开发者在2019年获得了诺贝尔化学奖。
然而，锂离子电池产品并非完美无缺。它价格偏高；有可能发生着火现象；依赖于越来越难以获得的材料，如钴和镍。
电池专家一致认为，总有一天会出现更好的电池。这说的有可能就是锂金属电池。
其实，锂金属电池算是锂离子电池的前辈。它于1970年代由时任艾克森石油公司的化学家的斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham，2019诺贝尔化学奖得住之一）开发出来。
金属锂作为电池材料的一大优势是，它很容易释放电子和带正电荷的锂离子。理论上，如果电池体积不变，在搭载锂金属电池的情况下，电动汽车的续航里程将提升一倍。
但事实证明，惠廷厄姆的设计难以商业化，原因在于锂有着高反应活性，通常锂金属箔与电解质会产生不良反应，从而导致电解质过热，甚至出现燃烧现象。另外，用来做阴极的二硫化钛也太贵。
大图模式
一个3D孔的活性表面空间是一个2D电池的50倍
后来，惠廷厄姆和其他研究人员在锂中加入了石墨，以此来降低其反应活性，并用更便宜的材料替换了阴极。于是，我们现在常用的锂离子电池由此诞生。
带有锂金属阳极的电池就此被当成了锂离子电池发展道路上的一个有趣垫脚石。
不到十年前，来自麻省理工学院（MIT）的A123系统公司宣布破产，一定程度上是被这一不成熟技术拖了后腿，进而导致投资者对于电池技术的疑虑。
2013年1月28日，在美国首都华盛顿，外国投资委员会（CIFUS）正式批准，同意万向集团收购A123。同样源自MIT的SolidEnergy接管了A123闲置的设施，随后开始以具备商业可行性的方式自主制造电池。
总部位于美国华盛顿州博塞尔的XNRGI公司也没有放弃这个选项，目标是要将锂金属电池商业化并打入主流市场。
该公司研发团队通过将金属锂沉积到涂有薄膜的硅衬底上，并蚀刻数以百万计的微小孔洞，成功地抑制了金属锂的反应活性。
与传统的锂离子二维阳极相比，金属锂电池的三维基底大大增加了阳极的表面积。“使用金属锂阳极的容量是传统石墨层间化合物的十倍。”XNRGI公司CEO克里斯·德库托（Chris D’Couto）说道。
该公司预计2020年开始批量生产锂金属电池，供应给制造电动车和消费电子产品的客户。
XNRGI还瞄准了电网存储市场。2019年，它与加拿大初创公司Cross Border Power签署协议，成立了一家合资企业，主要业务正是将其电池分销给北美的公用事业机构。
当然，关于新电池技术的新闻从来就没断过，其中不乏有人说自己的研究是“革命性的，可以颠覆整个市场”。但相对而言，在实验室里看起来很有前途的电池，到了真正投入市场时却少之又少。
“这取决于你要满足多少个指标。”阿贡国家实验室储能专家文卡特·斯里尼瓦桑（Venkat Srinivasan）解释说，“如果是用于电动车，理想的电池应满足续航里程为几百公里、充电时间以分钟为单位、工作温度范围广泛、使用寿命达10年、碰撞安全等条件。当然，成本也要降下来。”
“考虑的指标越多，让一项新的电池技术商业化就越困难，所以需要妥协。比如，想让电池使用10年以上，那行驶里程可能就有限，充电速度也不会很快。”他补充说，“还有一点是，行业只希望看到至少与现有电池一样好的产品。”
XNRGI的德库托自己也承认，说商业化锂金属电池并非易事。但他同时表示，公司在几个方面上有优势。
大图模式
首先，严格来讲，XNRGI没有发明新的制造方法，而是借鉴了芯片制造商用于制造集成电路的一些可靠技术，包括在硅上蚀刻20×20微米的空腔以及薄膜的应用。因此，该公司给电池起了个带有“芯片”的名字：PowerChip。
德库托说，这些用显微镜才能看到的微孔中的每一个都可以被看作是微电池。与锂离子电池会发生灾难性故障不同，一个PowerChip微电池出现问题不会传播到周围的电池上。
其次，一些锂离子电池，如Enovix、Nexeon、Sila纳米技术和Sion Power等公司生产的产品，是用硅替代部分或全部的阳极石墨，从而获得更好的性能。在这些电池的阳极中，锂与硅材料结合形成Li15Si4。
同样，PowerChip的硅衬底具有导电涂层，可作为集流体和防止硅与锂相互作用的扩散屏障。在这点上，德库托称锂金属阳极的容量大约是硅插层阳极的5倍。
目前，该公司正在使用由锂钴氧化物和镍锰钴制成的阴极，其电池容量是传统锂离子电池的两倍，而硫等替代材料可以进一步提高阴极性能。“但如果只有一极的性能提高，另一极没有相应的变化并不能激发出电池的全部潜能。”德库托给出了这样的回答。
此前，XNRGI叫做NEAH电力系统，开发过燃料电池。但是燃料电池市场并没有起飞，所以到了2016年，在获得美国能源部的许可后，它使用相同的概念造起了锂金属电池。
“我希望每个人都开电动车，甚至连飞机都应该电动化。”斯里尼瓦桑看了一眼快没电的手机，接着说，“电池和生活一样，总有改进的空间。”（文章&图片来源：IEEE，作者：Jean Kumagai）
✋热门推荐