恒星内部开成铁的时候,为什么就不释放热能了?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 11:31:48
恒星内部开成铁的时候,为什么就不释放热能了?
恒星内部开成铁的时候,为什么就不释放热能了?
恒星内部开成铁的时候,为什么就不释放热能了?
将一个原子全部打散为质子和中子所需的能量叫做这个原子的结合能.一个原子的结合能与其核子数的比值叫做这个原子的平均结合能,平均结合能就是将原子完全打散时每个核子平均吸收的能量,也可以理解为核子结合成原子时每个核子平均放出的能量.
根据研究,发现原子的平均结合能与核子数存在一定的联系,质量数（核子数）较小的轻核具有较小的平均结合能,质量数在50-60之间的原子核具有较大的平均结合能,铁的质量数为56,是自然界中平均结合能最大的原子,而质量数超过60的重核平均结合能又有所减小.
根据平均结合能与核子数之间的关系可知,将重核打散需要一定的能量,但这些打散的核子重新结合成中等质量的核所放出的能量将比打散重核所需的能量大,故重核裂变为中等质量的核可以放出能量.同理,轻核聚变成质量稍大的核也可以放出能量.
恒星内部进行的是聚变反应,可以理解为是一种物理“燃烧”,氢聚变燃烧为氦,进而聚变燃烧为炭、硅……,原子平均结合能逐渐变大,过程都是放出热量的,但到铁（平均结合能最大）为止,就不能继续核反应了,如果继续,恒星将要从宇宙空间吸收能量,这是做不到的（热力学第二定律）.所以一般恒星都会剩下一个铁核,然后进行别的演化.
或许我可以举下面的例子，楼主会更熟悉一些吧。
碳和氧气会发生反应，随着氧气的量增加，从低氧碳化物，一氧化碳，三氧化二碳，直到最终的二氧化碳。在这个过程中，随着碳元素的逐渐氧化，都是放热反应。初中化学的内容，还没有忘记吧？
但楼主有没有想过，为什么不会有三氧化碳，四氧化碳呢？原因是二氧化碳分子中，所有电子都填在了成键轨道上，因此最为稳定。所有碳和氧的反应，都会自发的形成二氧化碳分子。...
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或许我可以举下面的例子，楼主会更熟悉一些吧。
碳和氧气会发生反应，随着氧气的量增加，从低氧碳化物，一氧化碳，三氧化二碳，直到最终的二氧化碳。在这个过程中，随着碳元素的逐渐氧化，都是放热反应。初中化学的内容，还没有忘记吧？
但楼主有没有想过，为什么不会有三氧化碳，四氧化碳呢？原因是二氧化碳分子中，所有电子都填在了成键轨道上，因此最为稳定。所有碳和氧的反应，都会自发的形成二氧化碳分子。
自然界的一个基本定律，就是能量最低定律，所有的物质趋向于相对稳定的状态。楼主的问题和上面的例子类似，随核电荷数的增大，从氢元素到铁元素，能量逐渐降低，但是从铁原子以后，能量就渐次升高。因此，恒星内部到铁，就戛然而止。如同碳和氧反应到了二氧化碳，也就终止反应了，因为二氧化碳分子能量最低。
一个恒星的热核反应，一个生活中的燃烧。其实两者是相连的，自然就是这么奇妙。
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