Question

為減少太空污染，一般航天器在完成預(yù)定任務(wù)后，應(yīng)使它墜落消毀．墜落過程可簡化為從一個(gè)圓軌道開始，經(jīng)過與大氣摩擦，航天器的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化、最后汽化而消毀，剩下的殘片墜入大海．航天器原來的機(jī)械能中，除一部分用于消毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E'通過其它方式散失（不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量）．已知：
從圓軌道墜落開始時(shí)航天器的機(jī)械能E=4.0×10¹²J、質(zhì)量M=1.17×10⁵Kg；
入海時(shí)殘片的質(zhì)量m=1.2×10⁴Kg、溫度升高△t=3.0×10³℃、動(dòng)能E_K=0.7×10⁹J；
航天器材料每1Kg升溫1℃平均所需能量c=1.0×10³J；
航天器材料每消毀1Kg平均所需能量μ=1.0×10⁷J；
試導(dǎo)出用以上所列物理量的符號(hào)表示E'的表達(dá)式并估算出E'的數(shù)值．

Answer 1

解：入海時(shí)殘片消耗的能量Q₁=C₁m₁△t=1.0×10³J×1.2×10⁴kg×3.0×10³℃=3.6×10¹⁰J
航天器材料消毀消耗的能量
Q₂=（M﹣m）μ=（1.17×10⁵kg﹣1.2×10⁴kg）×1.0×10⁷J/kg=1.05×10¹²J
E'=E﹣Q₁﹣Q₂﹣E_K=4.0×10¹²J﹣3.6×10¹⁰J﹣1.05×10¹²J﹣0.7×10⁹J≈2.9×10¹²J