44. Можно ли запустить спутник, который бы неподвижно располагался в небе над Калугой (Обнинском, Жиздрой и т.Д.) вблизи зенита?

Решение

Спутник, неподвижно «висящий» над землей называется геостационарным. Плоскость орбиты такого спутника должна обязательно быть расположена в плоскости экватора Земли. Поэтому вблизи зенита «неподвижных» спутников жители Калужской области наблюдать не могут.

45. В 1936 г в сборнике «Реактивное движение» К.Э. Циолковский опубликовал статью «Топливо для ракет», в которой сформулировал основные требования к рабочему топливу ракетных двигателей. Изложенные в этой статье идеи К.Э. Циолковского были реализованы газодинамической лабораторией (ГДЛ) в Ленинграде при создании ракетного двигателя ОР-2, работавшем на 96% растворе некоторого вещества и жидком кислороде. Установите простейшую формулу неизвестного вещества, соответствующую истинной формуле, если оно содержит (по массе): 52,17% углерода, 13,04% водорода и 34,78% кислорода.

Дано:	Решение: Подберём простейшую формулу для неизвестного соединения. При этом учтём, что в химических соединениях химические элементы смешиваются так, что их количества относятся как целые числа: .

Следовательно, и относительное количество этих элементов (число всех частиц данного элемента, делённое на число всех частиц) будут относиться как целые числа. Если же разделить относительное количество всех частиц на число Авогадро, то мы получим относительное число молей каждого химического элемента. Значит, и относительные количества вещества каждого элемента, входящего в состав вещества, относятся как целые числа . Получаем

. Замечаем, что Следовательно, простейшая формула топлива будет иметь вид: С₂Н₆О.

Ответ: С₂Н₆О.

Примечания для учителя:

После решения задачи можно сделать пояснение для учеников: в качестве топлива для ракетного двигателя ОР-2 использовали 96% водный раствор этилового спирта (С₂Н₅ОН), состав которого соответствует полученной формуле вещества.

46. В 1914 г К.Э. Циолковский предложил использовать озон как окислитель для жидкотопливного ракетного двигателя. Озон в жидком состоянии служит высокоактивным низкокипящим окислителем. Жидкий озон – жидкость фиолетового цвета с резким запахом, плотностью 1353 кг/м³ (при -112 С), t_пл.= ‑193 С, t_кип.= ‑112 C, очень токсичен (ПДК = 0,1 мг/м³), вызывает воспламенение многих жидкостей и твердых горючих, нестабилен, взрывоопасен. Ограниченно растворим в жидком кислороде. Относительно стойки смеси жидкого озона с кислородом (содержание озона до 24% по массе). Рассчитайте, какой объем жидкого водорода ( = 71 кг/м³), взятого при ‑253 С, может окислить смесь жидкого кислорода и озона (с массовой долей озона 24%) массой 1,5 т.

Дано:	Решение: 1. Найдем массовые соотношения водорода и кислорода в продукте реакции – воде (Н2О): .

2. В образующейся в ходе реакции воде будет содержаться 1,5 т кислорода. Найдем массу водорода в этой воде:

На 8 т кислорода в воде приходится 1 т водорода,

а на 1,5 т кислорода в воде приходится х т водорода 

Для образования воды в реакцию вступило 0,19 т водорода .

3. Найдем объем жидкого водорода массой 0,19 т:

Ответ: 2,7 м³ .

47. Вы наверняка бывали в Калужском Музее истории космонавтики и видели макет лунохода. Как Вы думаете? Можно ли увидеть в очень качественно изготовленный телескоп с объективом 2 метра луноход на поверхности Луны? Как изменятся условия видимости, если вывести телескоп на околоземную орбиту?

Решение

Теоретический предел разрешения телескопа равен размеру дифракционного диска и его можно рассчитать по формуле , где- диаметр телескопа, выраженный в метрах. В радианах получаем(Этот размер дифракционного диска (в радианах) можно получить по другой формуле:, где- длина волны видимого света). Оценим, каким должен быть размер лунохода, чтобы его можно было рассмотреть с Земли, где- расстояние от Земли до Луны. Получаем (нужен рисунок). Этот размер значительно больше размеров луноходов. Поэтому заметить луноход с Земли в такой телескоп нельзя. Ответ не изменится, если вывести телескоп на орбиту, т.к. расстояние до Луны останется примерно таким же, а размер лунохода и был получен без учёта атмосферной рефракции. Можно было бы дать ответ о невозможности разглядеть луноход в телескоп, получив, что , а на земле реальное разрешение в телескоп редко бывает меньше.

48. Одним из основных растворителей, используемых в производстве коллоидных твердых ракетных топлив и бризантных взрывчатых веществ, является тринитроглицерин (С₃Н₅N₃O₉). Это маслянистая бесцветная жидкость плотностью 1600 кг/м³, токсична, взрывается при ударе или температуре 250 С. Скорость детонации 7700 м/с, а удельная теплота взрыва 6,3 МДж/кг. Сколько энергии может выделится при взрыве 2 моль нитроглицерина.

Дано:	Решение:

Ответ: 2,9 МДж.

49. В экспозиции Калужского государственного музея истории космонавтики представлен жидкостный ракетный двигатель РД‑119, разработанный В.П. Глушко. Двигатель РД-119 используется в качестве второй ступени ракетоносителя Р-12 и в различных модификациях ракетоносителя «Космос». Топливом для этого двигателя служит несимметричный диметилгидразин (С₂H₈N₂), а в качестве окислителя используется жидкий кислород. Рассчитайте удельную теплоту сгорания несимметричного диметилгидразина в стандартных условиях, если при сгорании 1 моль такого топлива выделяется 1876,7 кДж энергии.

Дано:	Решение:

Рассчитаем молярную массу топлива

Подставим числовые данные:

Ответ: 31,3 МДж/кг.