Πώς σχετίζεται ο δεύτερος νόμος με την κίνηση των πυραύλων;

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής, ο οποίος δηλώνει ότι η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος αυξάνεται πάντοτε με την πάροδο του χρόνου, διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο κινούνται οι πυραύλοι. Παρόλο που δεν εξηγεί άμεσα τη δύναμη που ωθεί έναν πυραύλο, είναι θεμελιώδες για τη διαδικασία μετατροπής ενέργειας που εξουσιοδοτεί την κίνηση του πυραύλου. Εδώ είναι:

1. Μετατροπή της χημικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια:

* Οι πυραύλοι χρησιμοποιούν χημική ενέργεια αποθηκευμένη σε προωθητικά (όπως το υγρό υδρογόνο και το οξυγόνο) για να παράγουν ώθηση.

* Η καύση αυτών των προωθητών απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα θερμότητας, αυξάνοντας την εντροπία (διαταραχή) του συστήματος.

* Αυτή η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, επιταχύνοντας τα καυσαέρια από το ακροφύσιο πυραύλων.

2. Διατήρηση και ώθηση ορμής:

* Ο δεύτερος νόμος υπαγορεύει ότι η εντροπία αυξάνεται, πράγμα που σημαίνει ότι τα καυσαέρια πρέπει να έχουν υψηλότερη εντροπία από τα αρχικά προωθητικά.

* Αυτό μεταφράζεται σε υψηλότερη κινητική ενέργεια για τα καυσαέρια, τα οποία εκτοξεύονται με υψηλή ταχύτητα.

* Για να διατηρηθεί η ορμή, ο ίδιος ο πυραύλος βιώνει μια ίση και αντίθετη δύναμη (ώθηση) προς την αντίθετη κατεύθυνση.

3. Εντροπία ως κινητήρια δύναμη:

* Η αύξηση της εντροπίας είναι μια κινητήρια δύναμη πίσω από ολόκληρη τη διαδικασία. Το σύστημα επιδιώκει να επιτύχει μια υψηλότερη κατάσταση εντροπίας, η οποία πραγματοποιείται από την ταχεία επέκταση και την απέλαση καυτών καυσαερίων.

* Χωρίς αυτή την αύξηση της εντροπίας, δεν θα ήταν η απελευθέρωση ενέργειας που απαιτείται για να οδηγήσει τον πυραύλο προς τα εμπρός.

με απλούστερους όρους:

Σκεφτείτε έναν πυραύλο ως ελεγχόμενη έκρηξη. Η χημική αντίδραση μέσα στο θάλαμο καύσης δημιουργεί μια τεράστια ποσότητα διαταραχής (υψηλή εντροπία). Αυτή η διαταραχή διοχετεύεται στα ταχέως μεταβαλλόμενα καυσαέρια, τα οποία με τη σειρά τους σπρώχνουν τον πυραύλο προς τα εμπρός. Ο δεύτερος νόμος εξασφαλίζει ότι αυτή η χαοτική διαδικασία συμβαίνει με τρόπο που ωθεί τον πυραύλο.

Συμπερασματικά:

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής δεν είναι άμεσα υπεύθυνος για την κίνηση του πυραύλου, αλλά είναι θεμελιώδες για τη διαδικασία μετατροπής ενέργειας που καθιστά δυνατή την προώθηση πυραύλων. Δείχνει την απελευθέρωση ενέργειας από χημικές αντιδράσεις, την αύξηση της εντροπίας και τη μετατροπή αυτής της ενέργειας στην κινητική ενέργεια των καυσαερίων, οδηγώντας τελικά τον πυραύλο προς τα εμπρός.