Будет ли гореть свеча в невесомости?

Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 23.10.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Как измерить массу тела в космосе?
Почему мокрая рубашка темнее, чем сухая?
При каких условиях возникает лавина?
При каких условиях возникает грозовая туча?


Введение:

Невесомость это состояние тела, в котором его вес меньше силы гравитации, с которой оно притягивается к Земле.

Слово «невесомость» происходит от слов «нет веса», о чем говорит нам определение этого термина. Невесомость почти всегда означает, что тело падает и падает свободно. Если вы повесите нагрузку на динамометр, а затем отпустите систему, чтобы она упала, вы увидите, что показания динамометра равны нулю, поскольку нагрузка больше не действует на подвеску. 

Невесомость

Термин невесомость часто используется в контексте пространства. Это связано с тем, что космические корабли тоже падают на Землю, но пролетают мимо, поскольку Земля движется с большой скоростью. Чтобы объект не упал на Землю, ему нужно набрать определенную скорость. Эта скорость называется первой космической скоростью, и она приблизительно равна 8000 метров в секунду. Когда тело достигает его, оно никогда не упадет на Землю и станет искусственным спутником Земли. Таким образом, если вы разгоняете любое тело до скорости 8 км / с, то оно становится спутником Земли. 

Скорость, с которой объект становится искусственным спутником Солнца, называется второй космической скоростью и приблизительно равна 11 200 метрам в секунду. Когда тело ускоряется до этой скорости, оно падает в магнитное поле Солнца, и звезда становится центром орбиты спутника. Если скорость тела превысит 16 700 метров в секунду, то он покинет Солнечную систему. Эта скорость называется третьей космической скоростью. 

Но состояние невесомости встречается не только в космосе, но и в повседневной жизни. Например, когда вы спускаетесь в лифте, ваш вес становится меньше силы тяжести, с которой вы притягиваетесь к Земле, то есть вы находитесь в состоянии невесомости. 

Невесомость это физическое состояние, в котором нет давления на тело, и силы остаются только под действием силы тяжести.

Одной из характерных черт состояния невесомости является отсутствие массы тела. Это также происходит от недостатка давления. В повседневной жизни принято называть вес тела, и из-за ошибок в использовании терминов некоторые считают, что тело ничего не весит в невесомости, не имеет массы. Это неправда. Масса это скалярная величина, которая изменяется только при изменении физической конфигурации тела. В то время как вес это сила, которая характеризует, как тело отталкивается от опоры под действием силы тяжести. А поскольку в невесомости нет давления, нет веса и пропорциональной реакции опоры (или подвески), которые вместе образуют на Земле то, что человек воспринимает как «вес». 

Одним из способов достижения невесомости является компенсация силы тяжести с помощью другой силы. Часто эта сила является силой инерции, возникающей при ускоренном движении тела. Давайте рассмотрим несколько случаев, когда возникает невесомость. 

Будет ли гореть свеча в невесомости?

Первый такой случай это падающий (или просто движущийся с определенным ускорением) автомобиль лифта. В стационарной кабине пассажир нажимает на опору пол с силой, равной его весу. Сила гендерного ответа примерно равна ему. Но когда автомобиль начинает двигаться с ускорением в направлении, параллельном вектору гравитации (то есть вниз), возникает сила инерции, которая создает эффект невесомости в пространстве внутри автомобиля, который также распространяется на пассажира. Однако говорить о невесомости как о самостоятельном явлении несколько неправильно: оно может существовать только в присутствии человека или любого другого объекта, который имеет вес и может повлиять на опору или подвеску. Нечто подобное происходит в кабине самолета, что резко меняет направление, но в обоих случаях невесомость может возникнуть всего за несколько секунд. 

Самый очевидный пример невесомости это пространство, как пространство внутри космической станции. Здесь это также обеспечивается силой инерции, но причина ее возникновения не столь очевидна. Станция совершает постоянное движение вдоль орбиты Земли с развитым ускорением при входе в нее, как будто совершает постоянное «падение», в результате которого появляется невесомость неспособность тел оказывать давление на опору. 

Пламя в невесомости

На Земле из-за гравитации возникают конвекционные потоки, которые определяют форму пламени. Они поднимают частицы горячей сажи, которые испускают видимый свет. Благодаря этому мы видим пламя. В невесомости конвекционные потоки отсутствуют, частицы сажи не поднимаются, и пламя свечи принимает сферическую форму. Поскольку материал свечи представляет собой смесь насыщенных углеводородов, они выделяют водород при сжигании, который горит синим пламенем. Ученые пытаются понять, как и почему огонь распространяется в невесомости. Исследование пламени в невесомости необходимо для оценки огнестойкости космического корабля и при разработке специальных средств пожаротушения.

Таким образом, безопасность астронавтов и транспортных средств может быть обеспечена. В условиях невесомости многие физические процессы протекают иначе, чем на Земле, и сгорание не является исключением. Пламя в невесомости ведет себя совершенно иначе, приобретая сферическую форму. На фотографии показано сгорание капли этилена в воздухе в условиях микрогравитации. Эта фотография была сделана во время эксперимента по изучению физики горения в специальной 30-метровой башне (2,2-секундная башня падения) в исследовательском центре Джона Гленна (Research Center Glenn), созданном для моделирования условий микрогравитации в условиях свободного падения. Многие эксперименты, которые затем проводились на космическом корабле, были предварительно испытаны в этой башне, поэтому ее называют «воротами в космос». 

Сферическая форма пламени объясняется тем, что в условиях невесомости не происходит восходящего движения воздуха и не происходит конвекция его теплых и холодных слоев, что на Земле «притягивает» пламя в форме капли. Пламя для горения не имеет достаточного количества свежего воздуха, содержащего кислород, и оно оказывается меньше и не таким горячим. Желто-оранжевый цвет пламени, знакомый нам на Земле, обусловлен жаром частиц сажи, поднимающихся с горячим потоком воздуха.

В невесомости пламя приобретает синий цвет, потому что образуется мало сажи (для этого требуется температура более 1000 ° C), и сажа, которая из-за более низкой температуры, будет светиться только в инфракрасном диапазоне. На верхнем фото желто-оранжевый цвет все еще присутствует в пламени, поскольку ранняя стадия воспламенения фиксируется, когда еще остается достаточно кислорода. 

Исследования горения в невесомости особенно важны для обеспечения безопасности космических аппаратов. Уже несколько лет эксперименты по пожаротушению (FLEX) проводятся в специальном отсеке на борту МКС. Исследователи поджигают небольшие капли топлива (например, гептан и метанол) в контролируемой атмосфере. Небольшой шарик топлива горит около 20 секунд, окруженный огненной сферой диаметром 2,5–4 мм, после чего падение уменьшается, пока не погаснет пламя или не закончится топливо.

Заключение

Самым неожиданным результатом было то, что капля гептана после видимого сгорания перешла в так называемую «холодную фазу» пламя стало настолько слабым, что его было невозможно увидеть. И все же он горел: огонь мог мгновенно вспыхнуть при взаимодействии с кислородом или топливом. 

Как объясняют исследователи, при нормальном сгорании температура пламени колеблется между 1227 ° C и 1727 ° C при этой температуре в эксперименте произошел видимый пожар.

Когда топливо сгорело, началось «холодное сгорание»: пламя охладилось до 227–527 ° C и давало не сажу, углекислый газ и воду, а более токсичные материалы формальдегид и окись углерода. FLEX эксперимент также выбран наименее горючая атмосфера на основе диоксида углерода и гелий, который поможет уменьшить риск космических пожаров в будущем.