Question

Определите подъемную силу воздушного шара радиусом 6м, заполненного гелием при температуре 17 градусов Цельсия и давление 99,33кПа, если масса его оболочки равна 1 кг (плотность воздуха принять равной 1.293 кг/м"3" кубического

Answer 1

Изформулы Р=(ро) кТ/м  

имеем: ро=Рм/кТ=РМ/RТ  

ро=10:8,31==1,204кг/м3

Answer 2

Для определения подъемной силы воздушного шара необходимо знать разность плотностей гелия и воздуха, а также объем гелия внутри оболочки шара.

Разность плотностей газов может быть вычислена по формуле:

ρг - ρв = (Pг - Pв) / (R * T)

где ρг - плотность гелия, ρв - плотность воздуха, Pг - давление гелия, Pв - давление воздуха, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Подставив значения из условия, получим:

ρг - ρв = (99.33 - 101.325) * 1000 / (8.314 * (17 + 273)) = -0.178 кг/м³

Знак минус говорит о том, что плотность гелия меньше плотности воздуха, то есть гелий будет взлетать.

Объем шара можно вычислить по формуле:

V = (4/3) * π * r³ = (4/3) * 3.14 * 6³ = 904.32 м³

Масса гелия в шаре может быть найдена из уравнения состояния газа:

P * V = n * R * T

где n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Выразив количество молекул гелия и подставив значения, получим:

n = P * V / (R * T) = 99.33 * 10^3 * 904.32 / (8.314 * 290) = 35110 молекул

Масса гелия будет равна его количеству, умноженному на молекулярную массу:

mг = n * Mг = 35110 * 0.004 = 140.44 кг

Тогда подъемная сила шара будет равна разности масс гелия и оболочки:

Fп = (mг - mобл) * g = (140.44 - 1) * 9.81 = 1379.8 Н

Ответ: Подъемная сила воздушного шара радиусом 6м, заполненного гелием при температуре 17 градусов Цельсия и давление 99,33кПа, если масса его оболочки равна 1 кг, составляет 1379.8 Н.