Delta
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Delta > Astronomia - spis artykułów >  JAK POROWATY LÓD PRZEWODZI CIEPŁO I CO TO MA WSPÓLNEGO Z KOMETAMI  
  Jesteś tutaj
Wybór artykułów z miesięcznika "Delta"
"Delta" to miesięcznik popularyzujący matematykę, fizykę i astronomię na bardzo wysokim poziomie, wydawany od 1974 roku.
Wirtualny Wszechświat prezentuje wybór tekstów publikowanych w "Delcie" od pierwszego numeru po początek XXI wieku.
  Szukacz
Delta 11/1994
Konrad KOSSACKI
JAK POROWATY LÓD PRZEWODZI CIEPŁO I CO TO MA WSPÓLNEGO Z KOMETAMI

Określenie porowaty lód jest bardzo ogólne. Porowatym lodem jest zarówno świeży śnieg, jak i zamrożona woda z kranu (kto nie wierzy, niech zmierzy gęstość i porówna z wartością tablicową dla czystego lodu). Różnica między podanymi przykładami porowatego lodu polega przede wszystkim na wielkości porów i ich łącznej objętości. Zazwyczaj zamiast objętości porów podaje się stosunek objętości porów do objętości całej substancji z porami włącznie, nazywany porowatością. Dodatkową różnicą między śniegiem i zamrożoną wodą jest to, że pory w świeżym śniegu są ze sobą połączone, podczas gdy w zamrożonej wodzie występują w postaci zamkniętych pęcherzyków. Na ogół, przy porowatości poniżej 0,2-0,3 wszystkie pory w lodzie są oddzielone od siebie, a przy porowatości większej procent porów połączonych rośnie ze wzrostem porowatości. Tak więc podstawowe parametry charakteryzujące porowaty lód to jego porowatość i przeciętny rozmiar porów.

Jedną z najciekawszych właściwości porowatego lodu jest jego przewodnictwo cieplne, które w zależności od warunków może być wyższe lub niższe od przewodnictwa cieplnego lodu nieporowatego. Dokładny opis transportu ciepła w śniegu - czy ogólniej - w porowatym lodzie jest bardzo skomplikowany. Aby problem uprościć, można, na przykład, zapomnieć o istnieniu powietrza w porach. Założenie to jest nie tylko wygodnym uproszczeniem, ale dokładnie odpowiada warunkom występującym na powierzchni ciał kosmicznych pozbawionych atmosfery. Takich ciał kosmicznych jest wiele, na przykład są to komety. Wprawdzie w czasie przelotu komety przez centrum Układu Słonecznego jej jądro jest otoczone wyraźnie widocznym obłokiem, ale gęstość tego obłoku jest znikoma. Będziemy więc utożsamiać pojęcia kometajądro komety. Są przynajmniej dwa powody, dla których komety zasługują na szczególną uwagę.

1. Jądro komety składa się prawie wyłącznie z lodu i skały. Przyjmuje się, że przed pierwszą wizytą w centralnej części Układu Słonecznego kometa jest bryłą luźno związanych ziarenek lodu i okruchów skalnych. Gęstość jądra komety Halleya (wyznaczona w czasie jej ostatniego przelotu przez centrum Układu Słonecznego) jest znacznie mniejsza od gęstości lodu - przynajmniej dwukrotnie, to znaczy porowatość jądra wynosi przynajmniej 0,5. Nie jest to wcale rekord. Kometa Du Toit-Hartley ma jądro, w którym aż 80% objętości jest puste. Można więc uznać, że jądro komety jest dobrym przykładem bryły porowatego lodu umieszczonego w próżni (chociaż zanieczyszczonego skalnymi okruchami). Szczęśliwie przewodnictwa cieplne lodu i skały są zbliżone, a w temperaturze około 140 K są nawet równe. Z tego powodu zaniedbanie obecności ziarenek skały przy analizie przewodnictwa cieplnego nie jest wielkim błędem. Duże porowatości pozwalają przyjmować, że większość porów jest połączona. Jeśli chodzi o rozmiar porów, to będziemy zakładać, że są nie większe niż 0,1 milimetra.

2. Analizy materiału wyrzucanego z jądra komety Halleya, wykonane przez sondę Giotto podczas jej zbliżenia do tej komety w 1986 roku, pozwalają sądzić, że skład tej komety (a więc prawdopodobnie i innych) pozostał prawie niezmieniony od powstania Układu Słonecznego. Dokładne zbadanie jądra komety byłoby więc bardzo pouczające.

Najdokładniejszym sposobem poznania budowy komety jest pobranie próbki z jej powierzchni.

Istnieje już projekt wysłania satelity na jedną z lepiej poznanych komet. Program nosi nazwę ROSETTA i prawdopodobnie będzie realizowany wspólnie przez NASA i Europejską Agencję Kosmiczną ESA. Ze względu na koszty tego przedsięwzięcia termin jego realizacji nie jest jeszcze określony.

Wysłanie próbnika lądującego i wykonującego wiercenia wymaga wcześniejszego oszacowania wytrzymałości powierzchni komety. Dobrze by było, gdyby wytrzymałość ta była jak najmniejsza, gdyż ze względu na znikomą siłę przyciągania grawitacyjnego komety (na powierzchni komety Halleya jest ona około dziesięć tysięcy razy mniejsza niż na Ziemi) próbnik może nie zapaść się przy lądowaniu. Wywiercenie otworu w celu pobrania próbki będzie wtedy bardzo trudne, ponieważ znikoma grawitacja uniemożliwi dociśnięcie wiertła.




[góra strony]
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach