Номер 534, страница 72 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

534. Почему аэростаты окрашивают в серебристый цвет?

Решение

Аэростаты окрашивают в серебристый цвет с целью терморегуляции, то есть для поддержания как можно более стабильной температуры подъемного газа внутри оболочки. Это напрямую связано с тем, как разные поверхности взаимодействуют с тепловым излучением.

Серебристые, блестящие поверхности обладают высокой отражательной способностью. Это означает, что они отражают большую часть падающего на них солнечного света и, следовательно, поглощают очень мало тепловой энергии. В дневное время, когда аэростат подвергается интенсивному солнечному излучению, темная поверхность сильно бы нагревалась. Нагрев оболочки привел бы к нагреву находящегося внутри газа (гелия, водорода или воздуха). Согласно газовым законам (в частности, закону Шарля), при увеличении температуры газа возрастает его давление ($P/T = \text{const}$). Это создало бы избыточное давление на оболочку, что опасно и могло бы привести к ее разрыву. Серебристый цвет предотвращает этот перегрев, отражая солнечное излучение.

С другой стороны, серебристые поверхности являются плохими излучателями тепла. Ночью или при попадании в тень облака аэростат начинает остывать, отдавая тепло в более холодное окружающее пространство. Тело с темной поверхностью излучает тепло гораздо эффективнее и остыло бы очень быстро. Охлаждение подъемного газа привело бы к уменьшению его объема и увеличению плотности, что, в свою очередь, уменьшило бы выталкивающую силу Архимеда и вызвало бы снижение аэростата. Поскольку серебристая поверхность излучает тепло слабо, она замедляет процесс остывания газа, помогая поддерживать высоту и стабильность полета в условиях отсутствия солнечного света. Таким образом, серебристая окраска оболочки аэростата позволяет минимизировать теплообмен с окружающей средой, защищая газ от сильного нагрева днем и быстрого остывания ночью.

Ответ:

Аэростаты окрашивают в серебристый цвет, чтобы уменьшить поглощение тепла от солнечных лучей и предотвратить перегрев подъемного газа, а также чтобы замедлить потерю тепла за счет излучения и предотвратить чрезмерное охлаждение газа. Это помогает поддерживать стабильную температуру и давление газа, обеспечивая безопасность и управляемость полета.