Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wat is de energieoverdracht bij het opstijgen van een raket?

Wanneer een raket opstijgt, vinden er verschillende energieoverdrachten plaats. Hier is een overzicht:

1. Chemische naar thermische energie:Tijdens de lancering verbranden de motoren van de raket een mengsel van drijfgassen, zoals vloeibare zuurstof en kerosine, waardoor een chemische reactie ontstaat. Bij deze reactie komt een enorme hoeveelheid warmte vrij en wordt de chemische energie van de drijfgassen snel omgezet in thermische energie.

2. Thermische naar mechanische energie:De intense hitte die in de verbrandingskamers wordt gegenereerd, veroorzaakt een snelle expansie van gassen. Deze uitzettende gassen creëren een stuwkracht onder hoge druk die tegen de straalpijp van de raket drukt. Terwijl de gassen met hoge snelheid door het mondstuk ontsnappen, genereren ze stuwkracht, de mechanische kracht die de raket omhoog stuwt.

3. Mechanische naar kinetische energie:De stuwkracht die wordt geproduceerd door de uitzettende gassen oefent een kracht uit op de raket, waardoor deze versnelt. Naarmate de raket beweegt, neemt de kinetische energie toe.

4. Potentieel voor kinetische energie:Naarmate de raket hoger wordt, verandert zijn positie in het zwaartekrachtveld van de aarde. Het beweegt van een lagere potentiële zwaartekracht-energietoestand (dichter bij het aardoppervlak) naar een hogere zwaartekracht-potentiële energietoestand (verder weg van het aardoppervlak). Omdat de kinetische energie van de raket echter tegelijkertijd toeneemt, blijft de totale energie van het systeem hetzelfde.

Bovendien zijn er tijdens de lanceringsfase aanzienlijke energieverliezen als gevolg van inefficiënties in de motoren, warmteafvoer en aerodynamische weerstand. Het algehele energieoverdrachtsproces heeft echter tot doel de chemische energie die in de drijfgassen is opgeslagen, om te zetten in mechanische energie (stuwkracht) en uiteindelijk in de kinetische energie en potentiële energie van de raket.