Номер 2, страница 17 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-8. Испарение и конденсация. Влажность воздуха. Кипение - номер 2, страница 17.

Условие.

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

Решение.

Решение

При движении ракеты с огромной скоростью в атмосфере возникает сильное трение её корпуса о воздух. Это приводит к так называемому аэродинамическому нагреву, из-за которого обшивка может раскалиться до очень высоких температур и разрушиться. Для защиты корпуса от перегрева применяют различные системы охлаждения, и описанный в задаче метод является одним из них.

Принцип действия такой системы охлаждения основан на физическом явлении испарения.

1. Легкоиспаряющаяся жидкость (хладагент) под давлением подается из баков к внутренней стороне пористой обшивки ракеты.

2. Просачиваясь через поры, жидкость равномерно распределяется по внешней, раскаленной поверхности корпуса.

3. При контакте с горячей поверхностью жидкость начинает интенсивно испаряться, то есть переходить из жидкого состояния в газообразное.

4. Процесс испарения является эндотермическим, то есть он идет с поглощением большого количества теплоты. Эта энергия, называемая удельной теплотой парообразования ($\text{L}$), отбирается непосредственно у обшивки ракеты. Количество теплоты ($\text{Q}$), которое поглощается при испарении жидкости массой ($\text{m}$), можно рассчитать по формуле: $Q = L \cdot m$.

5. Образовавшийся пар уносится потоком воздуха, эффективно отводя поглощенную теплоту от корпуса ракеты в окружающее пространство.

Таким образом, непрерывный процесс испарения жидкости с поверхности обшивки действует как мощный механизм отвода тепла, который поддерживает температуру корпуса на безопасном уровне и предохраняет его от перегрева и разрушения.

Ответ: Это предохраняет корпус от перегрева, потому что легкоиспаряющаяся жидкость, просачиваясь через поры на горячую внешнюю поверхность, интенсивно испаряется. Процесс испарения требует поглощения большого количества тепловой энергии (теплоты парообразования), которая отбирается от обшивки, тем самым эффективно охлаждая её.