Скрыть решение
Решение
При сгорании водорода в атмосфере кислорода в соответствии с
формулой химической реакции
число
молекул образующейся воды равно числу прореагировавших молекул
водорода. Поскольку в двигатель поступает лишь столько кислорода,
сколько его необходимо для полного сгорания водорода, можно
утверждать, что масса вылетающих из сопла продуктов сгорания равна
массе образующейся воды, т.е. равна
, где
молярная масса
водорода, а
молярная масса воды.
По условию задачи температура продуктов сгорания на выходе из сопла
превышает критическую температуру воды. Следовательно, вылетающую из
сопла воду нужно считать газом. Полагая, что температура в сопле
измерена по абсолютной шкале Кельвина и к водяному газу применимо
уравнение Клапейрона-Менделеева, найдем объем водяного газа,
ежесекундно проходящего через сечение сопла
:
, а затем и среднюю скорость упорядоченного
движения частиц этого газа в рассматриваемом сечении:
.
Считая, что направления скоростей всех частиц строго одинаковы,
можно утверждать, что приращение импульса вылетающих ежесекундно из
двигателя частиц равно
. Пренебрегая малой поправкой,
обусловленной гидростатическим перепадом давлений, можно утверждать,
что максимальная сила тяги двигателя должна быть равна
Ответ