题目
假设其他条件不变,空气湿度大:A. 空气密度大,起飞滑跑距离长B. 空气密度大,起飞滑跑距离短C. 空气密度小,起飞滑跑距离长
假设其他条件不变,空气湿度大:
A. 空气密度大,起飞滑跑距离长
B. 空气密度大,起飞滑跑距离短
C. 空气密度小,起飞滑跑距离长
题目解答
答案
C. 空气密度小,起飞滑跑距离长
解析
考查要点:本题主要考查学生对空气密度与湿度的关系以及飞机起飞滑跑距离影响因素的理解。
解题核心思路:
- 湿度与空气密度的关系:湿度越大,空气中水蒸气含量越高。由于水蒸气的摩尔质量(18 g/mol)小于干燥空气(平均约29 g/mol),因此湿度大时空气密度会减小。
- 飞机起飞滑跑距离与空气密度的关系:飞机起飞需要克服重力产生升力,升力公式为 $L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$($\rho$ 为空气密度,$v$ 为速度)。当空气密度 $\rho$ 减小时,飞机需通过增加滑跑距离来提升速度,从而获得足够的升力。
破题关键点:
- 湿度大 → 空气密度小(水蒸气“轻”于干燥空气分子)。
- 空气密度小 → 飞机需更长滑跑距离(升力与密度、速度平方成正比)。
关键分析步骤
湿度与空气密度的关系
湿度越大,空气中水蒸气体积分数越高。由于水蒸气分子量(H₂O)小于氮气(N₂)和氧气(O₂),单位体积内空气分子总质量减小,因此湿度大时空气密度更小。
飞机起飞滑跑距离的影响因素
飞机起飞时,升力需等于飞机重量。根据升力公式:
$L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$
若 $\rho$ 减小,飞机需通过增大速度 $v$ 来补偿升力。而速度的提升需要更长的滑跑距离加速,因此空气密度小 → 起飞滑跑距离长。
选项分析
- 选项C正确:湿度大 → 空气密度小 → 滑跑距离长。
- 选项A、B错误:湿度大时空气密度不可能增大。