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2010/06/16

ハヤブサは摩擦熱で燃え尽きたのではない!

ハヤブサは摩擦熱で燃え尽きたのではない!とハヤブサのツイターに

http://www.isas.jaxa.jp/home/hayabusa-live/?itemid=381&catid=45

実際には摩擦熱ではなく、大気が急激に圧縮 (断熱圧縮) されることによる温度上昇です。カプセルにすさまじい相対速度でぶつかる大気の運動エネルギーそのものが熱に変化するのです。

断熱圧縮ってなんぞや!

なんちゃわらかんき~。調べてみました。

熱接触のない状態で気体を圧縮すると熱くなるという現象だそうです(ウェキペディア)。空気が持ってる熱が逃げずに空気の体積だけ圧縮されれば、体積あたりの熱が増える(温度が高くなる)ということのようです。

これを利用しているのが冷蔵庫で、冷蔵庫の中は涼しいのに、そこからでも空気を圧縮すれば排熱板のように熱くなります(実際に冷蔵庫の空気を圧縮しているわけではありません)。

高速で発射された弾丸によって空気が圧縮されている写真(ソニックブーム

ロケットで起こるソニックブーム。1分50秒あたりから(短いですがもう一度繰り返してくれます。)


ソニックブームが起きる理屈は船と同じ。船がゆっくり動いていれば、水と船が一緒に動いて波は起きない。あるスピードを超えると、へさきとともで水が圧縮されて波になる。ソニックブームの場合は水の代わりに空気で同じことがおきる。空気の振動=音なので音速がその限界速度になる(http://twitter.com/lizard_isana/status/9455022767

SR-71偵察機がマッハ3で飛ぶと空気圧縮により表面温度が300度、局所的には700度になるとか(ウェキペディア)。

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コメント

僕もこれ、あっそうなんだと思いました。運動エネルギーが熱に変わるっていう点は同じなわけですが(ちなみに摩擦っていうのもなんだかとらえどころのない概念で、そのとらえどころのなさが好きです)
ソニックブームの動画、波が見えたのはそこにちょうど雲があったからって訳ではなくて、空気の屈折率が変わるからだと説明してくれてる人がいますね。BGMがスターウォーズのエンドタイトルとビートルズで、この動画の主とは音楽の趣味が合いそうです

おじゃま丸さん、どうも
確かに大気も流体なので水面と同じような振る舞いをするんですね。

円錐状の雲は「プラントル・グロワートの特異点」という付随する別現象だそうですよ。

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