Номер 231, страница 39 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Кипение - номер 231, страница 39.

Условие.

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

Решение.

Решение

При движении ракеты с высокой скоростью в атмосфере её поверхность сильно нагревается из-за трения о воздух (аэродинамический нагрев). Чтобы предотвратить разрушение корпуса от перегрева, применяют систему охлаждения, основанную на физическом явлении испарения.

Легкоиспаряющаяся жидкость под давлением подаётся к пористому материалу обшивки. Просачиваясь через поры на горячую внешнюю поверхность, эта жидкость начинает интенсивно испаряться, то есть переходить из жидкого состояния в газообразное. Процесс испарения является эндотермическим, что означает, что для его осуществления требуется энергия, которая забирается из окружающей среды. В данном случае, жидкость поглощает большое количество тепловой энергии непосредственно от обшивки ракеты.

Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для испарения жидкости массой $\text{m}$, определяется её удельной теплотой парообразования $\text{L}$: $Q = L \cdot m$. Так как удельная теплота парообразования у многих жидкостей имеет высокое значение, даже небольшое количество испарившейся жидкости способно отвести от корпуса значительное количество тепла, эффективно охлаждая его.

Дополнительным охлаждающим эффектом является создание слоя пара у поверхности ракеты. Этот слой действует как теплоизолятор, уменьшая приток тепла от раскалённого воздуха к обшивке.

Ответ: Легкоиспаряющаяся жидкость, проходя через поры на раскалённую внешнюю поверхность ракеты, интенсивно испаряется. Процесс испарения требует поглощения большого количества теплоты (удельной теплоты парообразования), которая отбирается от обшивки, тем самым охлаждая её и предохраняя корпус от перегрева.