Температура падающего метеора

Я читаю "А что, если?" статья https://what-if.xkcd.com/20/ , и меня интересует ее научная подоплека. Мистер Манро пишет:

Когда он [метеор] падает, он сжимает воздух перед собой. Когда воздух сжимается, он нагревается. (Это то же самое, что нагревает космический корабль и метеоры — фактическое трение воздуха не имеет к этому никакого отношения.) К тому времени, когда он достигнет земли, нижняя поверхность нагреется до более чем 500 ℃, что достаточно для видимого свечения.

Как можно сделать такую ​​оценку? Я хотел использовать PV = nRT, но не знаю объем и разницу в давлении. Я пытался суммировать всю кинетическую энергию всех воздушных молекул воздуха, сталкивающихся с метеором, но ответа и близко не было. У кого-нибудь есть идея? Такая интересная проблема.

Уравнение идеального газа не работает с метеорами.
Существуют разные способы моделирования этого. Одной из лучших является настоящая газовая модель . Если посмотреть на это с другой стороны, интересным вычислительным подходом является CEA .
Связанные: (1) ; Полезные ссылки: (а) , (б) , остальное можете поискать в гугле.

Ответы (3)

Ram Pressure создает большую силу атмосферного сопротивления за счет сжатия воздуха, расположенного перед метеором. Это уравнение:

П = р в 2

Р - давление,  р  — плотность жидкости, а v — скорость метеора.

Остальную часть вашего ответа можно найти здесь, Drag and Heat , поэтому вместо того, чтобы дублировать это, я попрошу вас прочитать его и надеюсь, что он вам поможет.

Это правда, что наибольший вклад в теплоту вносит сжатие воздуха. Температура падающего метеора фактически была на моем экзамене по аэродинамике II, где я должен был предсказать его температуру с помощью ударных волн. По моим оценкам, это было около 10 000 К. Чтобы ответить на этот вопрос, нужно правильно понимать потоки сжимаемого воздуха. И я немного знаю об этом.

Наиболее существенный вклад в тепловыделение вносит экзотермическая реакция железа метеорита с атмосферным кислородом и азотом. Оксиды и нитраты, образующиеся на передней входной поверхности, неоднородны. Они будут распределяться так, чтобы среди них была максимально возможная энтропия. Это будет еще один непрерывный процесс. Таким образом, молекулы будут выделять тепло, избегая какого-либо определенного порядка между собой. Кроме того, поскольку кислород и азот нагреваются под давлением, большое количество азотной и азотистой кислот будет образовываться с помощью водяного пара в воздухе ... который будет реагировать дальше с железом, способствуя другой экзотермической реакции.