Le leggi della Natura
 

Temperatura nucleo terrestre

Omicron 1 Set 2015 07:38
Il nucleo terrestre con raggio 1250 km e centro nel centro geometrico della
Terra, ha una temperatura attorno ai 5400 °C.
Esiste quindi un gradiente di temperatura centro-superficie. Se il centro
fosse chiuso e isolato dal punto di vista termodinamico conserverebbe la sua
temperatura nel tempo. Ma perché dovrebbe essere isolato?
E se non fosse isolato ci dovrebbe essere una sorgente di energia che
mantiene nel tempo questo gradiente di temperatura.
Il sistema è complesso, ci sono moti convettivi, c'è da studiare i diagrammi
di stato di varie leghe metalliche...., ma l'interrogativo che mi pongo è se
ci sia o meno una sorgente di energia.
Saluti
C.


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Soviet_Mario 1 Set 2015 15:05
Il 01/09/2015 07.38, Omicron ha scritto:
> Il nucleo terrestre con raggio 1250 km e centro nel centro
> geometrico della Terra, ha una temperatura attorno ai 5400 °C.
> Esiste quindi un gradiente di temperatura centro-superficie.

immagino che non sia uniforme, salvo che per tratti
relativamente omogenei.

> Se il centro fosse chiuso

chiuso probabilmente lo è, il nucleo vero e proprio, o cmq
approssimabile a tale, perché è solido a differenza del
mantello.
Tra l'altro, si tratta di metallo fortemente compresso
(potrebbe essere anche molto cristallino nonostante la T
elevata, per le pressioni elevatissime). In quanto tale, la
miscibilità coi silicati fusi minerali è veramente minima e
non dovrebbero verificarsi scambi di materiale rilevanti
(tra l'altro l'interfaccia pare "abbastanza" netta, cosa
dimostrata dalle riflessioni delle onde sonore di adatte
frequenze usate in prospezione, monitoraggio sismico, e
anche dai militari per ascoltare i test nucleari altrui)

> e isolato dal punto di vista

isolato, no, quello no di certo

> termodinamico conserverebbe la sua temperatura nel tempo. Ma
> perché dovrebbe essere isolato?

infatti, perché ? Credo che pur essendo lungi dall'essere
isolato, si comporta però quasi come lo fosse, perché si
trova probabilmente IN EQUILIBRIO TERMICO con l'ambiente
circostante, e sappiamo che anche un conduttore termico
eccezionale come una lega metallica compressa e densa, in
assenza di salti termici apprezzabili, non è che possa
scambiare calore più di tanto. Manca la forza motrice.
Credo si possa ritenere che assorba dal mantello
praticamente tanta energia quanta dissiperebbe, e quindi si
mantenga a T costante.

> E se non fosse isolato ci dovrebbe essere una sorgente di
> energia che mantiene nel tempo questo gradiente di temperatura.

Si, c'è : ma non nel nucleo. Il motore termico della terra è
(mi pare, ma cito a memoria, per circa i due terzi, un terzo
essendo ancora il calore originario fossile creatosi nella
formazione della terra dall'implosione dei planetesimi e
delle polveri) situato NEL MANTELLO (fuso).
La gran parte dei motori primari sono gli ossidi di TORIO (e
in parte di URANIO), che come ossidi sono meno densi dei
metalli del nucleo (nichel e ferro), e immiscibili negli
stessi. L'ossido di torio in sé sarebbe refrattario, ma
nella miscela fusa di silicati basici si può sciogliere. Poi
ci sono i discendenti (ra*****nuclidi originati dai
decadimenti e ancora ra*****attivi).
Ovviamente il mantello invia calore in ogni direzione in
modo isotropo, sia in senso centripeto che in senso
centrifugo. Verso l'esterno il calore si sfoga con
vulcanesimo, tettonica, termalismo etc etc, Verso l'interno
semplicemente mantiene caldissimo il nucleo, che non è "attivo"

> Il sistema è complesso, ci sono moti convettivi,

ma sempre nel mantello (e indirettamente nelle zolle
tettoniche che ci galleggiano sopra come zatterone)

> c'è da
> studiare i diagrammi di stato di varie leghe metalliche....,

non sono sicuro che sia nota la composizione precisa, e
nemmeno completamente le condizioni termodinamiche. Tuttavia
per il modo di rifrangere le onde sismiche, pare che il
nucleo abbia anche una discontinuità interna alle parti
"metalliche", una sembra fusa, una solida.

> ma l'interrogativo che mi pongo è se ci sia o meno una
> sorgente di energia.

torio e uranio. Sono entrambi sorgenti di durata tanto lunga
da essere equiparabili alla fonte solare stessa (il torio in
particolare ha un emivita di 16 miliardi di anni ... è quasi
eterno)

> Saluti
> C.
>
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Omicron 2 Set 2015 08:27
"Soviet_Mario" ha scritto nel messaggio news:ms47nj$fas$1@dont-email.me...

....

quindi in sintesi la tua risposta al quesito che mi interessa è per 1/3 è il
residuo calore primordiale che ancora non è stato dissipato per
conduzione/convezione/irraggiamento (tutto questo tempo non è stato
sufficiente? Sarebbe interessante fare ipotesi sul motivo) e per i 2/3
reazioni nucleari di fissione / ra*****attività naturale ?


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Soviet_Mario 2 Set 2015 14:44
Il 02/09/2015 08.27, Omicron ha scritto:
>
>
> "Soviet_Mario" ha scritto nel messaggio
> news:ms47nj$fas$1@dont-email.me...
>
> ....
>
> quindi in sintesi la tua risposta al quesito che mi
> interessa è per 1/3 è il residuo calore primordiale che
> ancora non è stato dissipato per

si, sempre che, come ho premesso, non ricordi male le
proporzioni, ma qualitativamente è così in ogni caso

> conduzione/convezione/irraggiamento (tutto questo tempo non
> è stato sufficiente? Sarebbe interessante fare ipotesi sul
> motivo) e per i 2/3 reazioni nucleari di fissione /
> ra*****attività naturale ?

il motivo credo siano proprio quegli altri 2/3, nel senso
che è possibile che si sia raggiunta una temperatura interna
che grossomodo realizza il pareggio termico. Cioè, il nucleo
dovrebbe avere raggiunto una T alla quale la sua
dissipazione esterna è sostanzialmente equivalente alla
quantità di calore "ra*****genetico" che riceve dall'esterno.
Ovviamente questo flusso scende (ma molto molto lentamente)
nel tempo, e di conseguenza si crea un piccolissimo
sbilanciamento, col flusso in uscita che supera di
pochissimo quello in entrata, sicché, pur con una certa
inerzia, il nucleo seguirà l'andamento dell'insieme.
Sostanzialmente è una sorta di immenso (malgrado le
dimensioni ******* rappresenta una frazione elevata della
massa, denso com'è) volano termico.
La tua domanda equivale a dire, come mai il calore del
boiler non si è esaurito in 5 miliardi di anni ? LA risposta
non è che il serbatoio non dissipa, ma che la resistenza
elettrica che lo scalda non si è mai spenta.

>
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