Номер 9, страница 221 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

9. Какими преимуществами обладает газовая турбина по сравнению с паровой?

9. Газовая турбина обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с паровой. Во-первых, газовая турбина гораздо компактнее и легче при той же мощности, что дает ей высокий показатель удельной мощности (отношение мощности к массе). Это критически важно для транспорта, особенно авиации. Во-вторых, газотурбинные установки могут быть запущены и выведены на полную мощность значительно быстрее (за минуты), чем паровые, которым требуется длительное время на разогрев котла и паропроводов (часы). В-третьих, газовая турбина не требует воды в качестве рабочего тела, в отличие от паровой, которая потребляет большие объемы подготовленной воды. Это делает газовую турбину предпочтительной для засушливых регионов или мобильных установок. Наконец, ее конструкция в простом цикле проще, так как отсутствуют такие громоздкие элементы, как паровой котел и конденсатор.

Ответ: Основные преимущества газовой турбины — компактность, малый вес, быстрый запуск и отсутствие необходимости в воде как в рабочем теле.

10. Ракетный двигатель — это тип реактивного двигателя, создающий тягу за счет отбрасывания с высокой скоростью продуктов сгорания. Его ключевая особенность — наличие на борту не только топлива, но и окислителя, что позволяет ему работать в безвоздушном пространстве. Основные компоненты ракетного двигателя:
1. Баки с компонентами топлива: емкости для хранения жидкого топлива (например, керосин, жидкий водород) и жидкого окислителя (например, жидкий кислород). В твердотопливных двигателях топливо и окислитель представляют собой заранее смешанный твердый заряд, находящийся прямо в камере сгорания.
2. Система подачи: насосы (часто с приводом от турбины — турбонасосный агрегат) или система вытеснения сжатым газом, которые доставляют компоненты топлива из баков в камеру сгорания.
3. Камера сгорания: место, где топливо и окислитель смешиваются и сгорают, образуя горячий газ под высоким давлением.
4. Сопло (Сопло Лаваля): специальной формы канал (сужающийся, а затем расширяющийся), в котором раскаленные газы разгоняются до сверхзвуковых скоростей. Согласно третьему закону Ньютона, истечение этой массы газов в одном направлении создает силу тяги, толкающую ракету в противоположном направлении.

Ответ: Ракетный двигатель состоит из баков с топливом и окислителем, системы их подачи в камеру сгорания, где они сгорают, и сопла, которое ускоряет продукты сгорания для создания тяги.

11. Турбореактивный и ракетный двигатели — это реактивные двигатели, но они принципиально различаются по источнику окислителя и, как следствие, по конструкции и области применения.
Основное отличие заключается в том, что турбореактивный двигатель является воздушно-реактивным, то есть он забирает окислитель (кислород) из атмосферного воздуха. Для этого у него есть компрессор, который сжимает поступающий воздух перед подачей в камеру сгорания. Ракетный же двигатель не зависит от окружающей среды, так как несет весь запас окислителя с собой на борту.
Из этого следуют другие различия:
• Среда работы: турбореактивный двигатель может работать только в атмосфере, тогда как ракетный — и в атмосфере, и в вакууме.
• Конструкция: турбореактивный двигатель имеет сложную вращающуюся часть — компрессор и турбину, которая приводится в движение продуктами сгорания и вращает компрессор. Ракетный двигатель механически проще, у него нет входного компрессора и связанной с ним турбины.
• Эффективность и тяга: турбореактивные двигатели гораздо экономичнее по расходу топлива (имеют больший удельный импульс в атмосфере), так как используют "бесплатный" воздух как окислитель и основную часть рабочего тела. Ракетные двигатели менее экономичны, но способны развивать гораздо большую тягу при меньшей массе и размерах.

Ответ: Главное отличие в том, что турбореактивный двигатель использует кислород из атмосферы как окислитель и работает только в атмосфере, а ракетный двигатель несет окислитель с собой и может работать в вакууме.