Giáo trình phân tích các hệ thống lạnh trong ứng dụng điều chỉnh tối ưu của hệ thống điều chỉnh một vòng p10 potx

4






















Hçnh 1.2. Sỉû hçnh thnh hãû màût tråìi.

Dỉåïi tạc dủng ca lỉûc háúp dáùn, âạm máy bàõt âáưu co lải, dẻt âi, v
tám ca nọ tråí nãn âàûc v nọng dáưn, âãún mỉïc cọ thãø khåíi phạt cạc phn
ỉïng hảt nhán v tråí thnh màût tråìi. Khê v bủi êt âàûc hån phêa ngoi s
quay quanh màût tråìi, kãút thnh cạc vnh âai, ngỉng tủ thnh cạc hnh tinh

v tiãøu hnh tinh. Pháưn khê long quanh hnh tinh cng ngỉng kãút theo
cạch tỉång tỉû âãø tảo ra cạc vãû tinh quay quanh hnh tinh.

1.2.3. Cáúu tảo v cạc thäng säú ca hãû màût tråìi
Hãû màût tråìi gäưm cọ màût tråìi v
9 hnh tinh quay quanh nọ, theo cạc
qu âảo ellip gáưn trn. Vng trong cọ 4 hnh tinh dảng ràõn l sao Thy,
sao Kim, qu Âáút, sao Ha, vng ngoi cọ 5 hnh tinh dảng khê l sao
Mäüc, sao Thäø, sao Thiãn Vỉång, sao Hi Vỉång, sao Diãm Vỉång.
Giỉỵa sao Ha v sao Mäüc cọ mäüt vnh âai gäưm cẳc tiãøu hnh tinh
våïi âỉåìng kênh tỉì vi chủc mẹt tåïi vi tràm kilämẹt.
(a)
(b)
(c)


5
Cạc hnh tinh âãưu cọ tỉì 1 âãún 22 vãû tinh, trỉì sao Thy v sao Kim.
Ngoi ra cn cọ mäüt säú sao chäøi, gäưm mäüt nhán ràõn chỉïa bủi v nỉåïc âạ
våïi mäüt âi håi nỉåïc kẹo di hng triãûu kilämẹt quay quanh màût tråìi
theo qu âảo ellip ráút dẻt.

Bng 1.2 .Cạc thäng säú ca cạc thiãn thãø trong hãû màût tråìi
Tãn thiãn thãø M
10
24

kg
d
10

6

m
ρ
10
3

kg/m
3
r
10
11

m
t
0
C
g
m/s
τ
n

ngy
(n)
τ
N
nàm
(N)
v
km/h

Thnh
pháưn
Säú
vãû
tinh
Màût tråìi-Sun 2.10
6
1391 1,4 0 6000 274 26n - (618) H, He (65)
Thy - Mercury
Kim - Venus
Âáút - Earth
Ha - Mars
0,33
4,57
5,98
0,64
4,88
12,1
12,76
6,79
5,7
5,3
5,5
4,0
0,58
1,08
1,50
2,27
173
54

5
-50
3,78
8,60
9,81
3,72
58n
243n
1n
1n
88n
225n
365,25n
687n
48
35
30
24
Fe, Si
Fe Si
Fe Si
Fe Si
0
0
1
2
Mäüc - Jupiter
Thä ø- Saturn
ThVỉång-Uranus
HVỉång-Neptune

DVỉång-Pluto
1900
598
87
103
5,5
143
121
51
50
2,3

1,3
0,7
1,6
1,7
2,03
7,77
14,3
28,7
45,0
59,1
-150
-180
-214
-220
-230
22,8
9,05
7,77

11,0
4,37
9h
10h
10h
15h
6n
11N
30N
84N
165N
248N
13
10
7
5
4,7
H, He
H, He
H, He
CH
4
,NH
3
H
2
O,Si
16
22
15

8
1
Tràng-Moon 0,073 3,47 3,4
3,74
.10
-3
-170
+130
1,63 27n
7h43’
365,25 (1) Fe Si -

1.2. 4. Tỉång lai ca v trủ
Trãn cå såí ca váût l thiãn vàn hiãûn âải, cọ thãø dỉû bạo tỉång lai
ca v trủ theo mäüt trong ba këch bn sau v phủ thüc vo máût âäü trung
bçnh ρ ca v trủ, l mäüt thäng säú hiãûn nay chỉa xạc âënh chênh xạc, so
våïi máût âäü tåïi hản ρ
0
= 5.10
-27
kg/m
3
, bàòng cåỵ ba ngun tỉí hidro trong 1
m
3
.
1- Nãúu ρ < ρ
0
thç váût thãø dn nåí khäng giåïi hản, bạn kênh r tàng âãún vä
cng, nhiãût âäü tiãún tåïi 0

o
K, gi l mä hçnh váût thãø måí.
Theo këch bn ny, Màût tråìi ca chụng ta s tàõt hàón sau hån 5 t nàm
nỉỵa, biãún thnh mäüt xạc sao sàõt hçnh cáưu. Cạc thãú hãû sao liãn tiãúp âỉåüc
sinh ra, tiãu hy hãút cạc hảt nhán nhẻ.
Sau 10
12
nàm, táút c mi ngäi sao âãưu tàõt, v trủ s l mäüt khäng gian
bao la, âen täúi v lảnh lo, chỉïa cạc xạc sao dảng qu cáưu sàõt, neutron
hồûc läù âen v cạc hnh tinh lảnh.


6
Sau 10
18
nm, dổồùi taùc õọỹng lỏu daỡi cuớa lổỷc hỏỳp dỏựn, mọựi thión haỡ seợ bở
phỏn huớy thaỡnh caùc xaùc sao tổỷ do vaỡ mọỹt lọự õen thión haỡ, coù õổồỡng
kờnh haỡng tyớ km vaỡ khọỳi lổồỹng cồợ 10
9
.M
0
(M
o
= 2.10
3
kg laỡ khọỳi lổồỹng
mỷt trồỡi)
Sau 10
27
nm, caùc lọự õen trong caùc õaùm thión haỡ seợ phỏn huớy thaỡnh caùc

sióu thión haỡ. Vuợ truỷ tióỳp tuỷc daợn nồớ, nhióỷt õọỹ haỷ thỏỳp õóỳn 10
-10
K, õuớ
laỷnh õóứ caùc lọự õen bừt õỏửu bay hồi. Caùc lọự õen cồợ mỷt trồỡi seợ bay hồi
hóỳt sau 10
62
nm, lọự õen thión haỡ bióỳn mỏỳt sau 10
92
nm, vaỡ lọự õen sióu
thión haỡ seợ bay hồi hóỳt thaỡnh aùnh saùng sau 10
100
nm. Luùc naỡy Vuợ truỷ
chố coỡn caùc quaớ cỏửu sừt, neutron vaỡ caùc haỡnh tinh lổu laỷc trong khọng
gian bao la, õen tọỳi, nhióỷt õọỹ cồợ10
-60
K.
Sau 10
1500
nm, nhióỷt õọỹ vuợ truỷ laỡ 10
-1000
K, toaỡn bọỹ vỏỷt chỏỳt ồớ ngoaỡi
caùc sao neutron seợ co laỷi thaỡnh caùc quaớ cỏửu sừt. Tióỳp theo õoù, caùc sao
neutron vaỡ quaớ cỏửu sừt seợ co laỷi thaỡnh caùc lọự õen. Caùc lọự õen cuọỳi cuỡng
seợ bay hồi hóỳt thaỡnh aùnh saùng sau 10
10exp70
nm. Hỗnh boùng cuọỳi cuỡng
cuớa Vuợ truỷ laỡ mọỹt khoaớng khọng vọ haỷn chổùa caùc haỷt photon vaỡ
neutrino, coù mỏỷt õọỹ vaỡ nhióỷt õọỹ tióỳn dỏửn tồùi khọng.
Theo nhổợng thọng tin mồùi nhỏỳt, Vuợ truỷ cuớa ta coù thóứ phaùt trióứn theo
kởch baớn naỡy.

2- nóỳu =
0
thỗ Vuợ truỷ seợ daợn nồớ chỏỷm dỏửn, tióỳn tồùi mọỹt baùn kờnh ọứn
õởnh sau thồỡi gian lỏu vọ haỷn goỹi laỡ mọ hỗnh Vuợ truỷ phúng. Caùc quaù
trỗnh trong Vuợ truỷ phúng tổồng tổỷ nhổ trong Vuợ truỷ mồớ, nhổng xaớy ra
chỏỷm dỏửn vaỡ tióỳn tồùi ọứn õởnh luùc thồỡi gian tióỳn õóỳn vọ cuỡng.
3- Nóỳu >
0
thỗ Vuợ truỷ seợ daợn nồớ chỏỷm dỏửn, õaỷt baùn kờnh r cổỷc õaỷi, sau
õoù co laỷi ngaỡy caỡng nhanh, taỷo ra vuỷ suỷp õọứ lồùn, goỹi laỡ Big Crunch.
Kởch baớn naỡy goỹi laỡ mọ hỗnh Vuợ truỷ kờn. Gia tọỳc vaỡ thồỡi gian nồớ - co seợ
phuỷ thuọỹc tố sọỳ /
0
. Theo tờnh toaùn, Vuợ truỷ coù /
0
=2 seợ xaớy ra caùc
quaù trỗnh sau :
Quaù trỗnh daợn nồớ chỏỷm dỏửn, xaớy ra trong khoaớng 50 tyớ nm. Mỷt trồỡi
cuớa ta seợ dióựn tióỳp kởch baớn nhổ trong Vuợ truỷ mồớ. Caùc vỗ sao tióỳp tuỷc
sinh ra vaỡ chóỳt õi, nhióỷt õọỹ Vuợ truỷ giaớm dỏửn.
Vaỡo nm thổù 50 tyớ, Vuợ truỷ coù baùn kờnh cổỷc õaỷi, gỏỳp ba lỏửn hióỷn nay,
nhióỷt õọỹ bũng 1 K, luùc naỡy lổỷc hỏỳp dỏựn cỏn bũng vồùi lổỷc daợn nồớ do Big
Bang taỷo ra, quaù trỗnh daợn nồớ dổỡng laỷi. Sau õoù quaù trỗnh co laỷi õổồỹc
khồới õọỹng, caùc thión thóứ bừt õỏửu rồi vóử phờa nhau, vồùi gia tọỳc tng dỏửn.
Nm thổù 99 tyớ, Vuợ truỷ co laỷi coỡn 1/5 kờch thổồùc hióỷn nay, luùc õoù caùc
õaù
m thión haỡ seợ hồỹp laỷi thaỡnh mọỹt õaùm duy nhỏỳt. Vuợ truỷ co tióỳp 900
trióỷu nm sau õoù, caùc thión haỡ hồỹp nhỏỳt, taỷo ra mọỹt khọng gian bũng

7
1/100 kờch thổồùc Vuợ truỷ hióỷn nay, vồùi nhióỷt õọỹ nóửn T 300K, chổùa õỏửy
caùc sao. Sau õoù 99 trióỷu nm, Vuợ truỷ co laỷi coỡn 1/1000 kờch thổồùc hióỷn
nay vaỡ nhióỷt õọỹ nóửn T=3000K. Sau 900.000 nm nổợa, nhióỷt õọỹ Vuợ truỷ
õaỷt T=10
4
K, caùc sao bừt õỏửu bay hồi, caùc nguyón tổớ bở phỏn huớy thaỡnh
caùc haỷt nhỏn vaỡ õióỷn tổớ, chióỳm õỏửy khọng gian. Vuợ truỷ luùc naỡy laỡ mọỹt
vỏỷt õuỷc duy nhỏỳt, nhổ luùc 300.000 nm õỏửu tión cuớa noù. 90.000 nm
tióỳp theo, vuợ truỷ õaỷt nhióỷt õọỹ 10
7
K, gỏy phaớn ổùng haỷt nhỏn trong caùc
sao, laỡm nọứ trong caùc sao. Nhióỷt õọỹ tióỳp tuỷc tng laỡm caùc haỷt nhỏn
phỏn huớy thaỡnh proton vaỡ neutron, caùc lọự õen huùt nhau vaỡ huùt caùc vỏỷt
chỏỳt xung quanh.
Sau 10
3
nm tióỳp theo, nhióỷt õọỹ Vuợ truỷ õaỷt T >10
12
K, phaù huyớ caùc
proton, neutron õóứ taỷo ra moùn xuùp noùng gọửm caùc haỷt quarks, neutrino
vaỡ caùc phaớn haỷt. Mọỹt nm sau õoù, laỡ nm cuọỳi cuỡng, Vuợ truỷ co laỷi õóỳn
õổồỡng kờnh r =10
-30
cm, nhióỷt õọỹ T=10
32
K, nhổ luùc khồới õỏửu Big Bang,
taỷo ra vuỷ Big Crunch.
Caùc quaù trỗnh sỏu xa hồn khọng thóứ ngoaỷi suy
theo caùc õởnh luỏỷt vỏỷt lyù õaợ bióỳt.

Rỏỳt coù thóứ, sau khi co tồùi traỷng thaùi tồùi haỷn cổỷc nhoớ naỡo õoù, Vuợ truỷ laỷi
buỡng phaùt mọỹt phaớn ổùng tổùc thồỡi bióỳn toaỡn bọỹ vỏỷt chỏỳt thaỡnh nng
lổồỹng, taỷo ra vuỷ Big Bang mồùi, lỷp laỷi chu kyỡ tióỳp theo cuớa Vuợ truỷ.

[10 nas]
15
0
50
9
=2
VT kờn



<



V
T

m
ồ
ớ
[10 nm]
Big crunch
100

9
=

VT phúng
Hỗnh 1.3 - Tổồng lai cuớa vuợ truỷ
Big bang








8


1.3. Mỷt trồỡi, cỏỳu taỷo cuớa mỷt trồỡi

Mỷt trồỡi laỡ mọỹt khọỳi khờ
hỗnh cỏửu coù õổồỡng kờnh
1,390.10
6
km (lồùn hồn 110 lỏửn
õổồỡng kờnh traùi õỏỳt), caùch xa traùi
õỏỳt 150.10
6
km (bũng mọỹt õồn vở
thión vn AU aùnh saùng mỷt trồỡi
cỏửn khoaớng 8 phuùt õóứ vổồỹt qua
khoaớng naỡy õóỳn traùi õỏỳt). Khọỳi
lổồỹng mỷt trồỡi khoaớng M
o

=
2.10
30
kg. Nhióỷt õọỹ T
o
trung tỏm
mỷt trồỡi
thay õọứi trong khoaớng tổỡ
10.10
6
K õóỳn 20.10
6
K, trung bỗnh
khoaớng 15600000 K. nhióỷt õọỹ
nhổ vỏỷy vỏỷt chỏỳt khọng thóứ giổợ
õổồỹc cỏỳu truùc trỏỷt tổỷ thọng thổồỡng gọửm caùc nguyón tổớ vaỡ phỏn tổớ. Noù trồớ
thaỡnh plasma trong õoù caùc haỷt nhỏn cuớa nguyón tổớ chuyóứn õọỹng taùch bióỷt
vồùi caùc electron. Khi caùc haỷt nhỏn tổỷ do coù va chaỷm vồùi nhau seợ xuỏỳt hióỷn
nhổợng vuỷ nọứ nhióỷt haỷch. Khi quan saùt tờnh chỏỳt cuớa vỏỷt chỏỳt nguọỹi hồn
trón bóử mỷt nhỗn thỏỳy õổồỹc cuớa mỷt trồỡi, caùc nhaỡ khoa hoỹc õaợ kóỳt luỏỷn
rũng coù phaớn ổùng nhióỷt haỷch xaớy ra ồớ trong loỡng mỷt trồỡi.
Vóử cỏỳu truùc, mỷt trồỡi coù thóứ chia laỡ
m 4 vuỡng, tỏỳt caớ hồỹp thaỡnh mọỹt
khọỳi cỏửu khờ khọứng lọử. Vuỡng giổợa goỹi laỡ nhỏn hay loợi coù nhổợng chuyóứn
õọỹng õọỳi lổu, nồi xaớy ra nhổợng phaớn ổùng nhióỷt haỷt nhỏn taỷo nón nguọửn
nng lổồỹng mỷt trồỡi, vuỡng naỡy coù baùn kờnh khoaớng 175.000km, khọỳi
lổồỹng rióng 160kg/dm
3
, nhióỷt õọỹ ổồùc tờnh tổỡ 14 õóỳn 20 trióỷu õọỹ, aùp suỏỳt
vaỡo khoaớng haỡng trm tyớ atmotphe. Vuỡng kóỳ tióỳp laỡ vuỡng trung gian coỡn

goỹi laỡ vuỡng õọứi ngổồỹc qua õoù nng lổồỹng truyóửn tổỡ trong ra ngoaỡi, vỏỷt
chỏỳt ồớ vuỡng naỡy gọửm coù sừt (Fe), can xi (Ca), naùt ri (Na), stronti (Sr),
crọm (Cr), kóửn (Ni), caùcbon ( C), silờc (Si) vaỡ caùc khờ nhổ hiõrọ (H
2
), hóli
(He), chióửu daỡy vuỡng naỡy khoaớng 400.000km. Tióỳp theo laỡ vuỡng õọỳi lổu
daỡy 125.000km vaỡ vuỡng quang cỏửu coù nhióỷt õọỹ khoaớng 6000K, daỡy
1000km ồớ vuỡng naỡy gọửm caùc boỹt khờ sọi suỷc, coù chọự taỷo ra caùc vóỳt õen, laỡ
caùc họỳ xoaùy coù nhióỷt õọỹ thỏỳp khoaớng 4500K vaỡ caùc tai lổớa coù nhióỷt õọỹ tổỡ
7000K -10000K. Vuỡng ngoaỡi cuỡng laỡ vuỡng bỏỳt õởnh vaỡ goỹi laỡ khờ quyóứn
cuớa mỷt trồỡi.

Hỗnh 1.4 Bóử ngoaỡi cuớa Mỷt trồỡi