Задание №3 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем физические процессы, происходящие при движении космического корабля в плотных слоях атмосферы.

1. Физическое явление: Когда космический корабль входит в атмосферу Земли, он обладает огромной скоростью (кинетической энергией). При движении корабль сталкивается с молекулами воздуха. Между поверхностью корабля и частицами атмосферы возникает сила трения (сопротивление среды).

2. Способы изменения внутренней энергии: В термодинамике существует два основных способа изменить внутреннюю энергию тела:
— Теплопередача (излучение, конвекция, теплопроводность) — перенос энергии от более нагретого тела к менее нагретому без совершения механической работы.
— Совершение механической работы — процесс, при котором энергия передаётся телу за счёт действия макроскопических сил.

3. Применение к условию: В данном случае нагревание происходит из-за того, что сила трения совершает отрицательную работу над кораблем, уменьшая его механическую энергию. Согласно закону сохранения энергии, эта механическая энергия не исчезает бесследно, а превращается во внутреннюю энергию обшивки корабля и окружающего воздуха. Следовательно, основным механизмом нагрева здесь является совершение работы силами трения.

4. Анализ других вариантов:
— Излучение, теплопроводность и конвекция являются видами теплопередачи. Они начинают играть роль уже после того, как возникла разность температур, но первопричиной нагрева при торможении является именно механическое взаимодействие (трение).

Таким образом, правильным ответом является вариант № 1.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ