Áp suất ở tâm Trái Đất có trị số vào khoảng 4.10
Áp suất ở tâm Trái Đất có trị số vào khoảng 4.10 được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 8. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.
Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.
Áp suất ở tâm Trái Đất
Câu hỏi: Áp suất ở tâm Trái Đất có trị số vào khoảng 4.1011 Pa. Để có áp suất này trên mặt đất phải đặt một vật có khối lượng bằng bao nhiêu lên một mặt nằm ngang có diện tích 1m2?
Trả lời:
Áp lực ở tâm Trái Đất bằng trọng lượng của vật nên ta có:
F = P ⇔ P = p.S = 4.1011.1 = 4.1011(N)
Vì P = 10.m nên khối lượng của vật là:
1. Tâm Trái Đất là gì?
Tâm, lõi trong hay nhân trong của Trái Đất là phần trong cùng nhất của Trái Đất, như được các nghiên cứu địa chấn phát hiện, là một quả cầu chủ yếu ở dạng rắn có bán kính khoảng 1.220 km (758 dặm Anh), chỉ bằng 70% bán kính của Mặt Trăng. Nó được cho là chứa hợp kim sắt-niken, và nhiệt độ của nó tương đương nhiệt độ bề mặt của Mặt Trời.
2. Thành phần của tâm Trái Đất
- Dựa trên sự phổ biến của các nguyên tố hóa học trong hệ Mặt Trời, các tính chất vật lý của chúng và các ràng buộc hóa học khác liên quan tới phần còn lại của thể tích Trái Đất, lõi trong được người ta cho rằng có cấu tạo chủ yếu là hợp kim sắt-niken, với một lượng rất nhỏ các nguyên tố khác. Do nó nhẹ hơn sắt nguyên chất, Francis Birch phán đoán rằng lõi ngoài chứa khoảng 10% hỗn hợp các nguyên tố nhẹ hơn, mặc dù các nguyên tố này được xem là ít phổ biến hơn trong lõi trong rắn.
- Trong khi xuống sâu, các khoáng chất thành phần chủ yếu là khoáng olivine xuất hiện dưới những dạng tinh thể khác nhau và tỉ trọng tăng lên. Giống như carbon, có thể đi từ than thành kim cương. Đôi khi có thể gây cho các nhà địa chất những khám phá đáng ngạc nhiên. Vào năm 2014, 1 viên kim cương đã được đào lên tại Brazil, có lẽ được đưa lên bởi một vụ phún xuất từ xa xưa. Nó quý hơn những viên khác vì chứa một trong các loại olivine: đó là khoáng ringwoodite.
- Khoáng này không có trong tự nhiên bởi vì chỉ nằm ở độ sâu từ 400km đến 600km. Phân tích nó thật lạ lùng: loại khoáng này bắt chước như bọt biển, nó có thể chứa nước đến 2% trọng lượng. “Từ đó các công trình nghiên cứu dự đoán khả năng một thể tích nước bị giam như thế, chiếm đến 2 lần tất cả các đại dương” – Barbara Romanowicz ước đoán.
- Xuống sâu hơn, dưới lớp áo rắn chắc, có một nơi mà vật chất chỉ ở dạng lỏng. Ở tâm trái đất là 2/3 khối lượng: một cái nhân bán kính 3.470km, lớn như sao Hỏa. Nó gồm 2 phần: một lớp ngoài lỏng (nhân ngoài), bên trong là hạt nhân rắn nhỏ hơn 3 lần. Các mô hình số hóa cho thấy thành phần của nó chủ yếu là 80% sắt, cũng có nickel. Những sự mô phỏng mới cho thấy nhiệt độ ở đấy đạt đến tối đa khoảng 5.500oC, bằng bề mặt mặt trời!
3. Vì sao con người chưa khoan được hết lớp vỏ trái đất, nhưng lại biết rõ bên trong tâm Trái Đất có gì?
- Chiếc hố sâu nhất mà con người đã đào là Kola Superdeep Borehole với độ sâu 12,3 km, bắt đầu đào vào năm 1970 để phục vụ cho việc nghiên cứu khoa học. Trong khi đó độ sâu của vỏ Trái Đất là từ 5 đến 70 km, và người ta đã ước tính khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến tâm của nó là hơn 6.000 km, vậy tại sao các nhà khoa học lại biết thành phần bên trong của Trái Đất, cũng như nhân của nó bao gồm chất gì?
- Để dễ giải thích cho điều này, các bạn hãy tưởng tượng người bạn của mình bí mật đổ đầy hai quả bong bóng, một quả chứa nước và một quả chứa mật ong. Người bạn đó sẽ không cho bạn biết quả nào chứa nước, quả nào chứa mật ong và yêu cầu bạn phân biệt chúng, bằng cách cảm nhận bên ngoài quả bóng.
- Tất nhiên, bạn sẽ phân biệt được một cách dễ dàng. Quả bóng sẽ có những biểu hiện khác nhau tùy thuộc vào chất chứa ở trong chúng, ví dụ như khi chạm hoặc ấn vào nó, mỗi quả sẽ cho cảm giác khác biệt, hoặc nếu vỗ nhẹ bên ngoài thì mỗi quả bóng sẽ có sự rung động bề mặt khác nhau hoàn toàn.
- Điều này cũng tương tự như cách các nhà khoa học phân tích bên trong Trái Đất có gì. Họ sử dụng sóng địa chấn (tương tự sóng của động đất tạo ra) phóng vào tâm Trái Đất. Tùy vào chất bên trong bề mặt, loại sóng này sẽ di chuyển và phản hồi theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ như nếu nó phản hồi vào vật chất sắt, nó sẽ tạo ra các phản hồi có bước sóng khác so với việc phản hồi vào vật chất đồng. Bằng cách này, các nhà khoa học sẽ phân tích được thành phần của vỏ Trái Đất. Ngoài ra, sóng địa chất sẽ thay đổi hình dạng khi có sự thay đổi về áp suất, nhiệt độ nên chúng ta có thể biết được nhiệt độ trong tâm của hành tinh.
- Tất nhiên việc đo đạc thành phần bên trong Trái Đất phức tạp hơn nhiều và cách trên không phải là cách duy nhất để chúng ta làm điều đó. Các nhà khoa học có thể đo nhiễu loạn gây ra bởi Trái Đất trên quỹ đạo của Mặt Trăng và các hành tinh khác để biết khối lượng và mật độ của tâm Trái Đất. Ngoài ra, Trái Đất còn có từ trường, có nghĩa rằng bên trong nó chứa nhiều kim loại khác nhau.
----------------------------------------
Như vậy chúng tôi đã giới thiệu các bạn tài liệu Áp suất ở tâm Trái Đất có trị số vào khoảng 4.10. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Lý thuyết môn Vật lí lớp 8, Giải bài tập môn Vật lý lớp 8, Giải vở bài tập Vật Lý 8, Tài liệu học tập lớp 8, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 8 và đề thi học kì 2 lớp 8 mới nhất được cập nhật.
