Co je to hydrostatická rovnováha?

O objemu tekutiny, který může být plyn nebo kapalina, se říká, že je v hydrostatické rovnováze, když síla dolů vyvíjená gravitací je vyvážena vzestupnou silou vyvíjenou tlakem tekutiny.Například zemská atmosféra je tažena dolů gravitací, ale směrem k povrchu je vzduch stlačen hmotností veškerého vzduchu výše, takže hustota vzduchu se zvyšuje z horní části atmosféry na zemský povrch.Tento rozdíl hustoty znamená, že tlak vzduchu s výškou snižuje tak, aby tlak nahoru zespodu byl větší než tlak dolů shora a tato síť vzhůru vyrovnává sílu gravitace dolů, což udržuje atmosféru ve více či méně konstantní výšce.Pokud objem tekutiny není v hydrostatické rovnováze, musí se stahovat, pokud gravitační síla překročí tlak, nebo se rozšíří, pokud je vnitřní tlak větší.

Tento koncept lze vyjádřit jako hydrostatická rovnovážná rovnice.Obvykle se uvádí jako dp/dz ' −gρ a vztahuje se na vrstvu tekutiny ve větším objemu v hydrostatické rovnováze, kde DP je změnou tlaku ve vrstvě, DZ je tloušťka vrstvy, G je splatná zrychlenígravitace a ρ je hustota tekutiny.Rovnice lze použít k výpočtu například tlaku v planetární atmosféře v dané výšce nad povrchem.jeho tlak se zvyšuje směrem ke středu.Kontrakce bude pokračovat, dokud nebude vnější síla rovnající se vnitřní gravitační síle.To je obvykle okamžik, kdy je tlak ve středu tak velký, že se vodíková jádra spojují dohromady, aby se vytvořily helium v procesu zvaném jaderná fúze, která uvolňuje obrovské množství energie a porodí hvězdu.Výsledné teplo zvyšuje tlak plynu a vytváří vnější sílu k vyvážení vnitřní gravitační síly, takže hvězda bude v hydrostatické rovnováze.V případě zvyšování gravitace, snad více plynu padajícím do hvězdy, se také zvyšuje hustota a teplota plynu, poskytne více tlaku vnějšího tlaku a udržuje rovnováhu.roky, ale nakonec jim dojde vodík a začnou spojovat postupně těžší prvky.Tyto změny dočasně vytahují hvězdu z rovnováhy a způsobují expanzi nebo kontrakci, dokud nebude stanovena nová rovnováha.Železo nelze spojit do těžších prvků, protože by to vyžadovalo více energie, než by proces produkoval, takže když se všechny jaderné palivo hvězdy nakonec přeměnily na železo, nemůže dojít k další fúzi a hvězdné se zhroutí.To by mohlo ponechat pevné železné jádro, neutronovou hvězdu nebo černou díru v závislosti na hmotnosti hvězdy.V případě černé díry nemůže žádný známý fyzický proces generovat dostatečný vnitřní tlak, aby zastavil gravitační kolaps, takže hydrostatickou rovnováhu nelze dosáhnout a předpokládá se, že hvězdná stahování se stahuje na bod nekonečné hustoty známé jako singularita.