ここから本文です

超高温の(極小かもしれない)熱源が周囲の環境、物質に与える影響について質問さ...

mie********さん

2014/4/1606:01:45

超高温の(極小かもしれない)熱源が周囲の環境、物質に与える影響について質問させてください。
前々からずっと疑問に思っていて、思い切って登録を決めました。

http://www.gizmodo.jp/2012/10/post_10956.html

ぱっと思い浮かんだのはこの記事なのですが、

・例えばピンの平たい頭んとこを太陽の核ぐらい高温に熱すると、もうそれだけで半径1000マイル(1609km)の人間皆殺しにできるほどの凄まじいエネルギー量に(以下略)

とされていますが、仮にこれが地球上で実現された場合はどうなるのでしょうか?
加速器の衝突実験で高エネルギーが発生しても問題ないのはそれが僅かな時間しか存在できないからだと思っていたのですが、これも同じような話なのでしょうか?
また仮にこれが一瞬で消滅しない場合、そうした高温の熱源が存在すると、周辺に与える影響は大きなものなのでしょうか。

・でも熱核爆発のピークの温度はなんと350,000,000K(3億5000万ケルビン)もあるのだよ。一瞬なので、影響はほぼないに等しいが(以下略)

ともあり、ガンマ線バーストの例として文中では書かれている話に近いのかもしれませんが……。

温度というのは物質中の分子の平均エネルギーだと思うのですが、太陽の中心でも加速器実験のエネルギーに及ばないことを考えると、ピンの先ほどの熱源が超高温になるとどれだけの影響があるのか、ずっと不思議なままだったのです。
昔、スティーヴン・バクスターの古いSFを読んだときなども、超伝導体の中に宇宙誕生時の温度にまで高められた水素の塊を封じ込めている描写があって、そんなものを閉じ込めておけるのかと不思議だったりで。

輻射や対流を経て、これは周囲に甚大な影響を与えないのでしょうか?
文中のプランク温度は特異点化してしまう温度なのだそうですが、仮に、それに近い高温を地球上で実現した場合、どうなるのでしょうか。

尋ねたいことを巧くお伝えできているか分からなくて歯痒いのですが、ガスコンロの火を入れて、部屋の空気が少しづつ温まるような事態とこれを比較して考えても大丈夫なのでしょうか?
自分なりに疑問の要点をまとめてみると、

・極小サイズでも超高温熱源の存在は影響があるのか
・仮にある場合、それは短時間だから大丈夫なのか

ということかなと勝手に思っているのですが……。

専門的な聞き方ができず、直感的になってしまい申し訳ないです。
お時間ある時にでもお答え頂ければ幸いです。

(初めてなのでリクエスト機能を使ってみましたが、広くお聞きしたいです)

補足ROMしていた時、お名前を拝見したことがあるお二人からお返事頂けて光栄です。
自分なりに整理すると、比熱容量が高い媒質が周囲に与える影響を考え、また、媒質にどれだけの原子が関わっているかを考えるべきかという事でしょうか?
そう考えてみると、掛かっていた靄が少し晴れた気分です!
文字数制限がもどかしいですが、終了日まで載せて頂いて、それからBAさせて頂ければと存じます。
色々なご回答お待ちしています。

この質問は、活躍中のチエリアン・専門家に回答をリクエストしました。

閲覧数:
221
回答数:
3
お礼:
250枚

違反報告

ベストアンサーに選ばれた回答

qqm********さん

リクエストマッチ

2014/4/1701:38:18

部分的に、高温になったらとしても、熱量の問題です。
ホワイドボックスから、無限の熱エネルギーが供給でもされない限り、影響を及ぼす空間の質量、比熱で割った値です。

例えば、比熱が1cal/℃/g(液体の水と同じですが、プラズマ、更に、原子核をばらばらにするには、それぐらい大きくてもいいでしょう)の物質が1g 1億℃で存在したとします。

半径100マイル(1600km 体積 1.7×10^(19) m3)の空気の場合、
空気の比熱を 1J/K/g(0.23cal/g/℃) 比重 1.3kg/m3 10℃ とすると
1.7×10^(19) ×1.3=2.2×10^(19) kg 2.2×10^(21) g

平均温度
(1×10^(8)+2.2×10^(21)×10)/( 2.2×10^(21))=10 ℃
平均化したら何も変わらない温度です。

半径 100mで、28度ですよ。
量が少なければなんということもありません。
原爆でも、核分裂したのは、数百gです。
それくらいの量でないと、周囲に被害は出ません。

質問した人からのコメント

2014/4/23 07:32:27

最後まで迷いましたが、計算過程でまで説明して頂いたqqme9839さんにBAさせて頂きます。比熱の点から示唆頂いたkitanonezumikozouさん、marubooroxさんにも感謝一杯です。あれから色々と計算したり調べたりして、自分なりにかなりスッキリしました! 皆様、ご協力ありがとうございました!

ベストアンサー以外の回答

1〜2件/2件中

並び替え:回答日時の
新しい順
|古い順

mar********さん

リクエストマッチ

2014/4/1608:48:23

問題なのは、どの程度の物質が関与してるかです。
加速器の衝突実験では原子数個しか関与しません。
一方、ピンの頭と言えど、その中の原子は1京個くらいはあります。
トータルのエネルギーはまるで違うことは自明です。
それ以上の考察は面倒なので、実際にどのくらいの威力になるかまで考える気はしませんが。

kit********さん

編集あり2014/4/1619:17:10

熱と熱量の違いを考えましょう。たとえば気温の100°(サウナ程度)と水の100°では人間に与える影響は全く違います。これは温度は一緒でも熱量が全然違うからです。
リンク先の内容も同様にその辺が曖昧です。1500万度の影響と3億5千万度の影響がどのように関連しているのかの説明がありません。
補足に:比熱と言う概念を学べばすっきりすると思います。たとえば太陽のコロナが100万℃、地球の熱圏は2000℃と言っても存在する物質が極端に少ないのでそこに人間がいたとしてもすぐに燃えてしまう事はありません。

みんなで作る知恵袋 悩みや疑問、なんでも気軽にきいちゃおう!

Q&Aをキーワードで検索:

Yahoo! JAPANは、回答に記載された内容の信ぴょう性、正確性を保証しておりません。
お客様自身の責任と判断で、ご利用ください。
本文はここまでです このページの先頭へ

「追加する」ボタンを押してください。

閉じる

※知恵コレクションに追加された質問は選択されたID/ニックネームのMy知恵袋で確認できます。

不適切な投稿でないことを報告しました。

閉じる