Termodinámica del núcleo de la Tierra

Wikipedia presenta datos contradictorios en el artículo “Tidal Acceleration” . A ver si alguno de los expertos puede aclarar esto.

El par en la Tierra se mide en 3.9 10 dieciséis sin embargo, la fricción de las mareas es sólo 3.75 10 12 . Wikipedia dice que los días de la Tierra serán una hora más largos en 180 millones de años. Usando la fórmula estándar k mi r o t = 1 2 T ω 2 = 1 2 ( 2 5 METRO R 2 ) ω 2 = 1 5 METRO R 2 ω 2 La energía cinética de rotación de la Tierra es 2.5765 10 29 julios Si haces los cálculos esto requiere 1.3 10 15 vatios sobre el 180 millones de años Esto es 1290 veces el rozamiento generado por la marea. Me parece que alguien dejó caer la pelota. El 3.75 10 12 vatios de fricción de las mareas es una broma! Eso ni siquiera comienza a ralentizar la rotación de la Tierra al ritmo requerido para ajustarse a la evidencia geológica. Si asume una relación de 30 a 1 de fricción a la energía aplicada 3.9 10 dieciséis vatios es perfecto pero esto genera 3.77 10 dieciséis vatios de fricción de marea aproximadamente 10 , 000 veces las mencionadas 3.75 10 12 vatios He pasado bastante tiempo calculando cómo podría ser esto. Parece que las personas que calcularon la fricción de las mareas en 3.75 10 12 Watts asumió incorrectamente que solo el agua en el océano se mueve y no hay necesidad de calcular la fricción del resto de la Tierra, comúnmente conocida como "marea terrestre". La tierra es 1 4400 agua en masa. Esto tiene sentido, pero significaría que el resto de la masa de la Tierra está generando calor a 2.28 veces la velocidad del agua. En realidad, eso parece plausible, sin embargo, si esto es correcto, los cálculos que rodean la termodinámica del núcleo de la Tierra deberían cambiarse. Se afirma que el núcleo de la Tierra no se calienta por la fricción de las mareas, lo cual es cierto si sus cálculos se basan en el agua. El núcleo de la Tierra se calienta casi por completo por la "marea terrestre" y eso debe señalarse.

Dudo que sea el único que se dé cuenta de esto, ¿cuál es la explicación de esto? ¿Hay algo que estoy mirando?

Es un poco difícil desenredar exactamente cuál es su problema con las matemáticas. Una hora más al día es aproximadamente un 8% menos de energía de rotación. Por lo tanto, los 3E12 vatios para las pérdidas por fricción de las mareas son bastante acertados.
Unidades. El ejercicio de escribir siempre tus unidades explícitamente te hará un mejor físico y hará que tu escritura sea más clara.

Respuestas (1)

Si haces los cálculos esto requiere 1.3 10 15 Watts durante los 180 millones de años.

Hiciste una serie de cosas mal allí. En primer lugar, no mostraste cómo funcionan las matemáticas. Parece que calculaste la potencia necesaria para que la rotación de la Tierra se detuviera por completo en 6 millones de años. Un error mucho menor es que usó 2 5 METRO R 2 para el momento de inercia de la Tierra. Es un poco más pequeño que eso debido al hecho de que el núcleo de la Tierra es significativamente más denso que el manto. Un mejor valor es 0.33 METRO R 2 , o I = 8 10 37 kg m 2 .

El cálculo correcto para el cambio en la energía rotacional es

Δ T = 1 2 I ( ( 2 π día sideral ) 2 ( 2 π 1 día sideral + 1 hora ) 2 )
Con esta expresión, el cambio de energía es 1.7 10 28 julios _ Dividiendo esto por 180 millones de años se obtiene 3.0 10 12 vatios, lo cual es consistente con la 3.75 10 12 vatios actualmente disipados por las mareas oceánicas y con la disminución con el tiempo en la disipación de energía a medida que la Luna se aleja de la Tierra.

Gracias, pero el torque en la Tierra es actualmente de 3.9 x10 ^16 Watts. ¿Qué hace toda esa energía? Pensé que estaba ralentizando la Tierra y generando calor.
Usemos unidades reales ”En la actualidad, la Tierra tiene 3,6 X10^8 ergios de energía cinética de rotación (RKE) por gramo” Fricción de las mareas, Gordon JF MacDonald Así que tenemos 36 julios de (RKE) por gramo o 36 K julios por kg. La masa de la Tierra = 5,97237E+24 Kg Entonces, la masa de la Tierra (RKE) es 21,50E+28 julios. Sumar una hora y (RKE) cae al 92,16 % (la velocidad al 96 % se eleva al cuadrado) 1,6856 E+28 7,84 % 1,7 E+28 7,9 % Utilicé segundos por día, no por año, por lo que mi 1,3 E+15 Watts fue incorrecto dividirlo por 365.256 para obtener 3.56 E+12Watts. Dos modelos matemáticos completamente diferentes coinciden en que esto significa que la respuesta es correcta. ¡Gracias!
El par de 3,9 E+16 N m (Energía) que está actuando sobre la Tierra se explica fácilmente. Si divides por 3,56 E+12 vatios, obtienes aproximadamente 3 horas, lo que suena como un período de marea y para eso fue el cálculo, por lo que no es sorprendente.
@KarlUnterleitner Torque no es energía.