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“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”成功對(duì)接
我國自主研制的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室已于2016年9月15日發(fā)射成功“天宮二號(hào)”在距地面高度380km圓形軌道上繞地球勻速運(yùn)行,繞地球一圈的運(yùn)行時(shí)間是90分鐘,“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日由長(zhǎng)征七號(hào)火箭成功發(fā)射升空,并于2017年4月22日與“天宮二號(hào)”首次自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功,如圖1所示,為我國建立自己的空間站邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
發(fā)射“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)火箭的燃料由液態(tài)煤油和液氫混合構(gòu)成,火箭點(diǎn)火起飛時(shí),火箭內(nèi)的燃料燃燒從火箭體尾部噴射出火焰幾乎直擊發(fā)射平臺(tái)。使得發(fā)射平臺(tái)核心區(qū)的溫度接近3000℃,足以融化絕大多數(shù)金屬和非金屬材料,長(zhǎng)征七號(hào)火箭發(fā)射時(shí)與其它火箭不同的是發(fā)射平臺(tái)旁的“噴水降溫降噪系統(tǒng)”,其采取的是國際上先進(jìn)的噴水降溫方法,如圖2所示,在發(fā)射中火箭飛到5m高以后,“噴水降溫降噪系統(tǒng)”向箭體尾部火焰中心噴水20余秒,噴水量約為400t,一部分的水會(huì)汽化到大氣中,大部分的水則通過導(dǎo)流槽流走,于是大流量噴水能夠帶走大量的熱起到降溫作用,防止了火箭發(fā)射臺(tái)內(nèi)部的儀器設(shè)備可能因高溫受到影響。[圓周率π=3,c
水=4.2×10
3J/(kg?℃)]
(1)設(shè)“噴水降溫降噪系統(tǒng)”噴出400t水的初溫為20℃,在噴水20秒內(nèi)全部變成100℃的水,則水帶走的熱量為
1.344×1011
1.344×1011
J。
(2)如圖3所示,設(shè)地球半徑為6370km,“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室在圓形軌道上正常運(yùn)行,圓形軌道的半徑為
6750
6750
km,圓形軌道的周長(zhǎng)為
40500
40500
km.“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船成功發(fā)射及正常入軌后,與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接。對(duì)接時(shí)“天舟一號(hào)”的運(yùn)行速度為
75
75
km/s。
(3)長(zhǎng)征七號(hào)火箭所搭載的“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船在上升過程中的機(jī)械能不斷
變大
變大
(選填“變大”“變小”或“不變”),長(zhǎng)征七號(hào)火箭燃料的
化學(xué)
化學(xué)
能燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。