Изменится ли подъемная сила воздушного шара объемом 800 м^3, если нагреть содержащийся в нем гелий на

  • 34
Изменится ли подъемная сила воздушного шара объемом 800 м^3, если нагреть содержащийся в нем гелий на 20 К? Предположим, что оболочка шара не растяжима и нагрев происходит через отверстие в нижней части оболочки.
Тайсон
49
Для решения данной задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV=nRT

где:
- P - давление газа
- V - объем газа
- n - количество вещества (в молях)
- R - универсальная газовая постоянная
- T - температура газа

По условию задачи, рассматривается воздушный шар, заполненный гелием. Прежде чем проводить расчеты, необходимо определить некоторые допущения:

1. Оболочка шара считается не растяжимой, следовательно, объем шара остается постоянным.

Теперь давайте рассмотрим, как изменяется состояние гелия в шаре при нагреве.

Температура изначально составляет T1 Кельвин, а после нагрева ее значение станет T2=T1+20 Кельвин.

Количество вещества гелия, содержащегося в шаре, остается постоянным, так как гелий является недвижимым компонентом шара.

Так как объем шара остается постоянным, обратимся к уравнению состояния идеального газа и проанализируем изменения в давлении газа:

P1VT1=P2VT2

где:
- P1 - изначальное давление газа
- P2 - измененное давление газа

Подставив известные значения в данное уравнение, получим:

P1VT1=P2VT2

P1T1=P2T2

Теперь заменим значения T2 и T1 и найдем соотношение между измененным и изначальным давлениями:

P1T1=P2T1+20

После простых алгебраических преобразований получим:

P2=P1(T1+20)T1

Таким образом, подъемная сила воздушного шара изменится из-за нагрева гелия. Новая подъемная сила будет пропорциональна изменению давления газа.

Чтобы получить окончательный ответ, вам понадобится значение изначального давления P1. Если данное значение указано в условии задачи, подставьте его в формулу. Если же значение не предоставлено, вам потребуется дополнительная информация для определения изначального давления газа.