2016-09-17
Предложен следующий проект ракетного двигателя: луч лазера направляется на кусок льда, помещённого в резервуар с отверстием площадью $S$. Мощность лазера $N$ полностью идёт на испарение льда, в который добавлен чёрный краситель. Удельная теплота испарения льда равна $\lambda$, плотность образовавшихся паров $\rho$. Найдите силу тяги такого двигателя.
Решение:
За время $\Delta t$ через отверстие площадью $S$ из резервуара выходит масса пара, равная $\Delta m = \frac{N \Delta t}{ \lambda} = \rho Sv \Delta t$, со скоростью $v = \frac{1}{ \rho S} \cdot \frac{N}{ \lambda}$. Поэтому сила тяги такого двигателя равна
$F = \frac{ \Delta m \cdot v}{ \Delta t} = \frac{N}{ \lambda} v = \frac{1}{ \rho S} \left ( \frac{N}{ \lambda} \right )^{2}$.