Question

Сравните внутренние и механические энергии самолёта, стоящего на земле и находящегося в полёте, если его температура на земле и в воздухе считать: а) одинаковой; б) различной

Answer 1

Ответ:

а) одинаковой

В полете кинетическая энергия самолета намного выше чем на земле, а внутренняя энергия немного увеличится.

б) различной

В полете кинетическая энергия самолета намного выше чем на земле, а внутренняя энергия самолета в полете уменьшиться.

Примечание:

В задаче рассматривается обыкновенный пассажирский самолет

Объяснение:

Кинетическая энергия самолета определяется по формуле:

$\boxed{E = 0,5mv^{2}}$

а) одинаковой

Когда самолет стоит на земле, то его скорость равна нулю следовательно по формуле E = 0,5 · m · 0 = 0 Дж, то и его кинетическая энергия также равна нулю.

В полете кинетическая энергия выше чем на земле, так как самолет обладает скоростью, то есть E > 0.

Внутренняя энергия самолета связана в основном с температурой окружающей среды самолета и является не изменой в полете и на земле. Однако при работе двигателя, а также при движении на большой скорости (около 800 км/ч) теплота выделяется при трении обшивки самолета об воздух и также увеличивает внутреннюю энергию самолета, следовательно внутренняя энергия самолета немного увеличится.

В полете кинетическая энергия самолета намного выше чем на земле, а внутренняя энергия немного увеличится.

б) различной

Когда самолет стоит на земле, то его скорость равна нулю следовательно по формуле E = 0,5 · m · 0 = 0 Дж, то и его кинетическая энергия также равна нулю.

В полете кинетическая энергия выше чем на земле, так как самолет обладает скоростью, то есть E > 0.

Внутренняя энергия самолета связана в основном с температурой окружающей среды самолета и является разной в полете и на земле, так как температура воздуха зависит от высоты на которой находится самолет, а также при движении на большой скорости (около 800 км/ч) уже нельзя пренебрегать теплотой, которая выделяется при трении обшивки  самолета об воздух и также увеличивает внутреннюю энергию. Однако при наборе высоты температура падает следовательно внутренняя энергия уменьшается намного больше чем выделяется при трении обшивки об воздух и работе двигателей (турбореактивный тип двигателей), таким образом самолет отдает свою внутреннюю энергию окружающей среде, пока не установится тепловой баланс.

В полете кинетическая энергия самолета намного выше чем на земле, а внутренняя энергия самолета в полете уменьшиться.

#SPJ3

Answer 2

Внутренняя и механическая энергии самолета будут различными в зависимости от его состояния: стоя на земле и находясь в полете. Давайте рассмотрим оба варианта:

а) Когда самолет стоит на земле и температура на земле и в воздухе одинакова, можно сказать, что внутренняя энергия самолета (энергия его внутренних молекул) исключительно зависит от его температуры. Таким образом, внутренняя энергия останется неизменной, если температура не меняется.

Механическая энергия самолета, когда он стоит на земле, равна нулю, так как он не движется. Механическая энергия определяется как сумма кинетической энергии (пропорциональной квадрату скорости) и потенциальной энергии (связанной с высотой), и обе эти компоненты равны нулю в данном случае.

б) Когда самолет находится в полете и температура воздуха отличается от температуры на земле, внутренняя энергия самолета все равно зависит от его температуры и остается постоянной, если мы не учитываем внешние изменения, такие как нагрев или охлаждение внутри самолета.

Механическая энергия самолета в полете будет зависеть от его скорости и высоты. Как только самолет начинает двигаться в воздухе, у него появляется кинетическая энергия (от скорости) и потенциальная энергия (от высоты). Механическая энергия будет равна сумме этих двух компонентов. Если самолет изменяет свою скорость или высоту в полете, его механическая энергия будет меняться.

Таким образом, внутренняя энергия остается постоянной, если температура не изменяется, независимо от того, стоит самолет на земле или находится в полете. Механическая энергия зависит от состояния движения самолета и его положения относительно земли.