Οι ενεργειακές αλλαγές σε ένα κινούμενο αεροπλάνο;
1. Κινητική ενέργεια:
* Ορισμός: Η ενέργεια της κίνησης. Όσο ταχύτερα κινείται το αεροπλάνο, τόσο πιο κινητική ενέργεια διαθέτει.
* Φόρμουλα: KE =1/2 * MV² (όπου M =Mass, V =Velocity)
* Αλλαγές: Η κινητική ενέργεια αυξάνεται κατά τη διάρκεια της απογείωσης και της επιτάχυνσης. Μειώνει κατά τη διάρκεια της προσγείωσης και της επιβράδυνσης.
2. Πιθανή ενέργεια:
* Ορισμός: Η ενέργεια της θέσης. Όσο υψηλότερο είναι το αεροπλάνο, τόσο περισσότερη πιθανή ενέργεια έχει.
* Φόρμουλα: PE =MGH (όπου M =Mass, G =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας, H =ύψος)
* Αλλαγές: Η πιθανή ενέργεια αυξάνεται κατά την ανάβαση και μειώνεται κατά την κάθοδο.
3. Εσωτερική ενέργεια:
* Ορισμός: Η ενέργεια που σχετίζεται με την εσωτερική κατάσταση του αεροπλάνου, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας του κινητήρα, του καυσίμου και του αέρα εντός του αεροσκάφους.
* Αλλαγές: Η εσωτερική ενέργεια αυξάνεται κατά τη λειτουργία του κινητήρα, την καύση καυσίμων και την τριβή μεταξύ των κινούμενων τμημάτων. Μειώνεται λόγω της ψύξης και της εξάπλωσης ενέργειας.
4. Θερμική ενέργεια:
* Ορισμός: Η ενέργεια που σχετίζεται με τη θερμοκρασία του αεροπλάνου και το περιβάλλον της.
* Αλλαγές: Η θερμική ενέργεια ανταλλάσσεται με το περιβάλλον. Το αεροπλάνο θερμαίνεται λόγω της λειτουργίας τριβής και του κινητήρα και δροσίζει λόγω της αντίστασης του αέρα και της απώλειας θερμότητας στον περιβάλλοντα αέρα.
5. Χημική ενέργεια:
* Ορισμός: Η ενέργεια που αποθηκεύεται στο καύσιμο.
* Αλλαγές: Η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια και κινητική ενέργεια κατά τη διάρκεια της καύσης καυσίμων στους κινητήρες.
Μετασχηματισμοί ενέργειας:
* Λειτουργία κινητήρα: Η χημική ενέργεια στο καύσιμο μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια (θερμότητα) εντός του κινητήρα. Αυτή η θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για την επέκταση των αερίων, τα οποία με τη σειρά τους οδηγούν τον κινητήρα και παράγουν ώθηση, αυξάνοντας την κινητική ενέργεια του αεροπλάνου.
* απογείωση και ανάβαση: Η κινητική ενέργεια αυξάνεται κατά τη διάρκεια της απογείωσης και η πιθανή αύξηση της ενέργειας κατά την ανάβαση.
* Πτήση κρουαζιέρας: Το αεροπλάνο διατηρεί μια σχετικά σταθερή κινητική και δυνητική ενέργεια. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που παράγεται από τον κινητήρα πηγαίνει στην υπέρβαση της αντίστασης του αέρα.
* Καταγωγή και προσγείωση: Η πιθανή ενέργεια μειώνεται κατά την κάθοδο και η κινητική ενέργεια μειώνεται κατά τη διάρκεια της προσγείωσης.
Σημαντικοί παράγοντες:
* Αντίσταση αέρα: Η αντίσταση στον αέρα αντιτίθεται στην κίνηση του αεροπλάνου, προκαλώντας την απώλεια της κινητικής ενέργειας. Αυτή η ενέργεια διαχέεται ως θερμότητα.
* βαρύτητα: Η βαρύτητα δρα στο αεροπλάνο, προσπαθώντας συνεχώς να το τραβήξει. Αυτή η δύναμη πρέπει να αντιμετωπιστεί από τον ανυψωτικό ανελκυστήρα που παράγεται από τα φτερά.
* Αποδοτικότητα του κινητήρα: Η αποτελεσματικότητα των κινητήρων καθορίζει πόσο από τη χημική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται σε χρήσιμη κινητική ενέργεια.
Συνοπτικά: Οι ενεργειακές αλλαγές του αεροπλάνου είναι μια πολύπλοκη αλληλεπίδραση κινητικής, δυναμικής, εσωτερικής, θερμικής και χημικής ενέργειας. Ο κινητήρας μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε κινητική ενέργεια για να προωθήσει το αεροπλάνο και η ενέργεια ανταλλάσσεται συνεχώς με το περιβάλλον λόγω τριβής, βαρύτητας και αντίστασης στον αέρα.
