Тепловые Явления

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

№2. Задание 18

ID: 00007292

Вторая по удалённости от Солнца планета в Солнечной системе, Венера - самая яркая из планет, наблюдаемых с Земли. По этой причине её изучали с незапамятных времён: первые записи о ней появились ещё у вавилонян. Римляне видели в Венере богиню красоты, а майя считали, что планета является братом Солнца. В 1610 году Галилео Галилей наблюдал фазы Венеры, подтвердив, что планета действительно вращается вокруг Солнца. Из-за плотной атмосферы планеты наблюдения её поверхности долгое время были невозможны.

С 1960-х гг. начались исследования планеты с помощью космических зондов. Первая попытка, советский зонд «Венера-1», была предпринята в 1961 году и не увенчалась успехом. Новый зонд «Венера-4» успешно достиг Венеры и отправил обратно информацию об атмосфере планеты, прежде чем сгореть дотла во время входа в атмосферу. Первым космическим аппаратом, совершившим успешную посадку на поверхность Венеры, стала советская автоматическая межпланетная станция «Венера-7». Оказалось, что под плотной атмосферой планеты (атмосферное давление у поверхности планеты составляет 9600 кПа) скрывается настоящий ад: средняя температура на поверхности этого небесного тела составляет примерно 460 °С, что делает планету самым горячим объектом Солнечной системы. Атмосфера Венеры состоит главным образом из углекислого газа и азота. Поверхность планеты полностью скрывают облака серной кислоты. Скорость вращения атмосферы Венеры более чем в 60 раз быстрее скорости вращения планеты. Скорость ветра на Венере достигает 360 км/ч.

Венера находится почти в два раза дальше Меркурия Меркурия от Солнца и получает от Солнца в 4 раза меньше солнечного излучения в расчёте на единицу площади. При этом температура на Меркурии ниже (температура на поверхности Меркурия колеблется от -190 °С до +430 °C) и сильно зависит от того, какой стороной планета обращена к Солнцу. Температура на поверхности Венеры изменяется в пределах 438-482 °С.

Несмотря на относительную близость планеты, мы знаем сегодня о Венере меньше, чем о других планетах земной группы. Каким требованиям должно соответствовать оборудование для исследования поверхности Венеры? Ответ поясните.

Источник: ФИПИ

Решение

Требование 1 — выдерживать высокое давление.

Давление атмосферы Венеры в 96 раз превышает земное:

$p_{\text{Венера}} = 9600 \text{ кПа} \approx 96 \cdot p_{\text{Земля}}$

Оборудование должно иметь прочный корпус, рассчитанный на такое давление.

Требование 2 — выдерживать высокую температуру.

При входе в плотную атмосферу зонд сильно нагревается от трения. Температура поверхности превышает $$460°C$$ — оборудование должно быть термостойким.

Требование 3 — быть химически устойчивым.

Атмосфера Венеры содержит облака серной кислоты $$H_2SO_4$$ . Материалы корпуса и все элементы оборудования должны противостоять химически агрессивной среде.

Ответ

1. Оборудование должно выдерживать высокую температуру (460 °C).

2. Оборудование должно быть высокопрочным (атмосферное давление у поверхности Венеры более чем в 90 раз превышает давление у поверхности Земли).

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)