?

Log in

No account? Create an account
Физика метеорных взрывов - Пионер.
Февраль 17, 2013
04:41 pm
[User Picture]

[Ссылка]

Previous Entry Поделиться Next Entry
Физика метеорных взрывов


«Эксперты НАСА опубликовали свой отчёт о событии, произошедшем в Челябинской области. Их расчёты несколько отличаются от расчётов российских учёных.

По мнению американских специалистов, небесное тело весом 10 тонн и диаметром 15 метров вошло в атмосферу Земли со скоростью 64 тысячи километров в час и взорвалось на высоте 19-24 километров. По выводам экспертов НАСА, взрыв челябинского метеорита был мощнее взрыва атомной бомбы, сброшенной американцами на Хиросиму в 1945 году, в 20 раз. Мощность взрыва составила 300-500 килотонн. Шлейф от этого горящего небесного тела растянулся на 480 километров».

«Российские учёные получили несколько иные цифры. По их расчётам, скорость метеорита была 54 тысячи километров в час, а взрыв его произошёл на высоте 30-50 километров».


Рассматривая красочные кадры эффектного взрыва метеорита над Челябинском, поймал себя на мысли, что не понимаю физику взрыва метеоритов в атмосфере. Чего там взрывается и почему. Кто-нибудь может разъяснить принцип процесса?

Профанов просьба не беспокоиться.


(227 комментариев | Оставить комментарий)

Comments
 
Страница 1 из 4
<<[1] [2] [3] [4] >>
[User Picture]
From:ragnaroek
Date:Февраль 17, 2013 12:47 pm
(Link)
Это не взрыв на самом деле. Бризантных процессов там не происходит. Тут скорее фазовый переход и горение, но очень быстрые (как у пороха, даже быстрее). Тело входит в атмосферу на очень высокой скорости. От трения о плотный газ оно нагревается. От нагрева начинается фазовый переход: твердое вещество --> жикость --> газ. Энергия фазового перехода равна потере кинетической энергии метеора, которая, как мы помним, mV квадрат пополам. Скорость, заметьте, в квадрате, а масса -- в первой степени. Поэтому очень маленькое тело на субрелятивистской скорости может давать колоссальную энергию фазового перехода. Плюс в атмосфере еще начинается горение. Железо кстати горит великолепно. А при таких температурах скорость горения делает его похожим на взрыв.

Edited at 2013-02-17 12:49 (UTC)
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 12:49 pm
(Link)
Допустим. А каким образом в результате горения похожего на взрыв образуется взрывная волна?
From:rama_ii
Date:Февраль 17, 2013 12:49 pm
(Link)
Вопрос про взрыв крайне интересен. Что приходит на ум. Представим, что метеорит как полое ядро, оболочка которого из тяжелых материалов (железо и прочее), а в центре лед. Тогда при интенсивном нагреве лед превратится в пар с чудовищным давлением (оценивать - лень, но на глаз тысячи атмосфер), которое и разрывает оболочку - в результате взрыв. Оболочка нужна, чтобы удержать пары и давление, цельноледяной просто испарится в атмосфере.
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 12:53 pm
(Link)
На первый взгляд годная гипотеза. Однако тогда придётся признать, что устройство метеоритов довольно оригинально. Твёрдая оболочка и ядро изо льда.
[User Picture]
From:jacob_grin
Date:Февраль 17, 2013 12:49 pm
(Link)
1. От столкновения с плотными слоями атмосферы на большой скорости. как об стенку.
2. Мгновенный нагрев пористого не монолитного материала с вкраплениями разной плотности и льда.
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 12:51 pm
(Link)
И каким образом получается п.3 - вспышка и взрыв эквивалентом в сотни килотонн?

Edited at 2013-02-17 13:08 (UTC)
From:rama_ii
Date:Февраль 17, 2013 12:52 pm
(Link)
фото кстати к метеориту не относится. это горят газы выходящие на поверхность где-то в средней азии. обсудили уже во вконтактике
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 12:54 pm
(Link)
Нижнее фото для профанов. Оно кликабельно.
[User Picture]
From:dr_wolf
Date:Февраль 17, 2013 01:14 pm
(Link)
фотку уберите - это выход газов в туркмении ...
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 01:15 pm
(Link)
Фотка кликабельна.
[User Picture]
From:ennemidupeuple
Date:Февраль 17, 2013 01:21 pm
(Link)
Не специалист по взрывам, но данные по ссылке очевидный бред. Диаметр 15 м (т.е. объем ~1000 м3) и масса 10 тонн соответствуют плотности 10 кг/м3. Из чего там делают метеориты-то эти:). если взять более реалистичные ~1000 тонн и скорость 10 км/с, то по известной формуле получим кинетическую энергию ~10^14 дж ~100 килотонн, которая, очевидно, рассеялась в атмосфере.

Edited at 2013-02-17 13:27 (UTC)
From:Yuri Bichkoff [bichkov.com]
Date:Февраль 17, 2013 02:49 pm
(Link)
Вес — 7 тысяч тонн. Всё остальное — опечатки.
[User Picture]
From:nihao_62
Date:Февраль 17, 2013 01:39 pm
(Link)
"Профанов просьба не беспокоится".

ОК, пришёл не профан, объяснил.

Зачем же профански с ним спорить? :)

"А я говорю - не плотные слои, не плотные!"
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 01:44 pm
(Link)
Так вы настаиваете на ударной волне от входа в атмосферу на высоте свыше 20 км?
[User Picture]
From:xena_282
Date:Февраль 17, 2013 01:51 pm
(Link)
Поправьте картинку:

[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 01:56 pm
(Link)
Лучше добавлю. Что будет символизировать успехи МЧС в деле тушения метеоролитов.
[User Picture]
From:robotproekt
Date:Февраль 17, 2013 02:21 pm
(Link)
Вопрос/предположение именно что профана. Ну или у меня химическая типа гипотеза. А что если в метеорите, когда он проходил через озоновый слой, началась цепная реакция, озон же сильный окислитель. Состав метеорита не знаю какой был, но если железо загорелось, а оно горит страшно, и его не потушишь... Ну и метеор просто расколося на кусочки, потому что озон его как бы разъел.
Редакция: А если там был лед, то с озоном образовалась перекись водорода...

Edited at 2013-02-17 14:59 (UTC)
[User Picture]
From:vedar
Date:Февраль 17, 2013 02:22 pm
(Link)
вот почему взрывается:) ОНИ следят за нами
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=WaQIPBqoQ-Q#

Edited at 2013-02-17 14:22 (UTC)
[User Picture]
From:rodom_iz_tiflis
Date:Февраль 17, 2013 03:02 pm

Re: фото следа от него, сделано сразу после звука взрыва

(Link)
След подсвечен снизу. Зная местное время и координаты Челябинска можно рассчитать минимальную высоту взрыва.
[User Picture]
From:pargentum
Date:Февраль 17, 2013 02:26 pm
(Link)
При движении с гиперзвуковой скоростью, газ не обтекает тело, а взаимодействует с ним по законам неупругого столкновения, что приводит к сильному нагреву как газа, так и передней части метеорита. В популярных книжках это часто описывают как "трение о воздух".

Поскольку метеорит входил в атмосферу по довольно крутой траектории, он почти не потерял скорость при подходе к плотным слоям атмосферы, поэтому начал разогреваться очень быстро.
Когда от нагрева он начал раскалываться, лобовая поверхность увеличилась, то есть пропорционально увеличилось и сопротивление, а значит и нагрев. Увеличенный нагрев привел к дальнейшему разрушению и новому увеличению нагрева.

Судя по тому, что до земли крупных кусков не долетело, метеорит мог состоять преимущественно из легкокипящих веществ - воды и углекислого газа, как ядра комет. Впрочем, судя по цвету и яркости вспышки, температуры там составляли несколько тысяч градусов, этого может быть достаточно для испарения железа и алюмосиликатов.

Бум может объясняться как испарением вещества метеорита, так и простой ударной волной, как от сверхзвукового самолета. Мне кажется, простая ударная волна должна была быть доминирующим механизмом, но тут я со специалистами спорить не смогу.
[User Picture]
From:egh0st
Date:Февраль 17, 2013 04:29 pm

вы бередите™

(Link)
Поскольку метеорит входил в атмосферу по весьма ПОЛОГОЙ траектории, он почти не потерял скорость при подходе к плотным слоям атмосферы, поэтому начал разогреваться очень быстро.

вот теперь защщитанно.
From:(Anonymous)
Date:Февраль 17, 2013 02:30 pm

Пионер, какой к черту метеорит?!

(Link)
когда такие метаморфозы с Мэтром происходят! а Вы всё отмалчиваетесь ...
From:(Anonymous)
Date:Февраль 17, 2013 02:52 pm

Re: Пионер, какой к черту метеорит?!

(Link)
Да ерунда с метром, молния же в Ватикан попала. Скоро пройдёт.
[User Picture]
From:ckotinko
Date:Февраль 17, 2013 02:30 pm
(Link)
[User Picture]
From:ckotinko
Date:Февраль 17, 2013 02:34 pm
(Link)
если в двух словах: Поскольку число центров, а значит, и число пузырьков мало, само кипение протекает спокойно. А при отсутствии таких центров вообще вода не закипела бы не только при 100, но и при 200° С. Дело в том, что возникновение пузырьков пара в "бездефектной" жидкости при ее небольшом перегреве запрещено законами термодинамики. На пути роста пузырька стоит фазовый барьер - работа образования "жизнеспособного" зародыша пара (рис.4). Барьер может быть преодолен при случайном локальном разрежении жидкости, за счет теплового движения ее молекул (флуктуации плотности). При небольшом перегреве энергии флуктуаций не хватает для этого, и пузырьки пара не возникают. Однако при увеличении перегрева величина барьера снижается и в окрестности спинодали сравнивается с энергией флуктуаций. В такой области температур и давлений (рис.3) пузырьки могут возникать в любой точке объема жидкости, и частота их спонтанного (самопроизвольного) образования составляет миллиарды зародышей за секунду в кубическом сантиметре. То и есть фазовый взрыв - взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы. Он идет за счет тепла, которое было введено в жидкость при ее перегреве от точки кипения до околоспинодальной точки взрывного кипения. В процессе взрыва 40- 50% жидкости превращается в пар, а остальная ее часть распыляется на мелкие капельки. Все это-теоретические выводы. Однако как же такой взрыв осуществить в реальных условиях? Ответ и дают эксперименты со "взрывающимися проволочками". Если скорость нагрева жидкости достаточно большая, то процесс обычного кипения "не сделает погоды" и основная ее масса успеет перегреться до температуры взрывного кипения. Минимальная скорость нагрева, необходимая для получения фазового взрыва, зависит от свойств жидкости: чем ниже ее текучесть, тем ниже эта скорость. Потому фазовый взрыв вязких каменных расплавов можно осуществить при гораздо меньшей, чем для жидких металлов, скорости нагрева.
[User Picture]
From:pioneer_lj
Date:Февраль 17, 2013 07:42 pm
(Link)
Физика взрыва метеорита в атмосфере в принципе понятна. Очень быстрый нагрев до нескольких тысяч Кельвинов.
Пионер.RU Разработано LiveJournal.com