Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049370

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049370

Часть обшивки ракет иногда делают из пористого материала, к которому подводят под давлением легкоиспаряющуюся жидкость. Почему это предохраняет корпус от перегрева?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

В полёте о воздух трётся обшивка, и её температура растёт. Значит, надо постоянно забирать у неё энергию.

Жидкость под давлением идёт через поры и выступает снаружи сразу по всей пористой части. На горячей поверхности она быстро испаряется. Чтобы жидкость стала паром, ей нужна теплота, и по формуле эта теплота равна

$$Q=Lm.$$

Здесь $L$ — удельная теплота парообразования, а $m$ — масса испарившейся жидкости. Взять эту теплоту жидкости неоткуда, кроме как у обшивки. Пар затем улетает и уносит энергию с собой, поэтому она к корпусу не возвращается.

Проверим себя числом на воде, у которой $L=2{,}3$ МДж/кг. Испаряясь, $1$ кг воды заберёт $2{,}3$ МДж. Такая же энергия нагрела бы $1$ кг стали с удельной теплоёмкостью $500$ Дж/(кг·°С) на

$$\Delta t=\dfrac{2\,300\,000}{500\cdot 1}=4600\ {}^\circ\text{С}.$$

Значит, немного жидкости действительно защищает намного большую массу обшивки.

Ответ

Жидкость выходит через поры на горячую поверхность и испаряется. На парообразование нужно много теплоты, и она берётся у обшивки. Образовавшийся пар уносит эту энергию, поэтому корпус не перегревается.
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)