Question

Шар с жесткой оболочкой массой 11,6 г, заполнено водородом. Объем водорода 10 л. температура водорода и окружающей шар воздуха 0 в С. Определить давление водорода в шаре, если результирующая подъемная сила, действующая на шар, равна нулю

Answer 1

Ответ:

рв*g*V-m

Объяснение:

Подъемная сила воздушного шара равно разности между арзимедовой силой и действующей на шар силой тяжести. Поэтому

F=Fa-m*g=pв*g*V-m,где рв -плотность воздуха

;V- объем шара

Answer 2

Для определения давления водорода в шаре, когда результирующая подъемная сила равна нулю, мы можем использовать закон Архимеда.

Закон Архимеда гласит, что подъемная сила, действующая на погруженное в жидкость или газ тело, равна весу вытесненной им жидкости или газа.

Подъемная сила (F_buoyancy) выражается следующей формулой:

F_buoyancy = плотность_среды * объем_вытесненной_среды * g,

где:

• плотность_среды - плотность окружающей среды (воздуха),
• объем_вытесненной_среды - объем водорода в шаре,
• g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²).

Так как результирующая подъемная сила равна нулю, мы можем установить, что подъемная сила равна весу шара. Поэтому:

F_buoyancy = масса_шара * g.

Таким образом, мы можем приравнять эти две формулы:

плотность_среды * объем_вытесненной_среды * g = масса_шара * g.

Мы знаем, что масса_шара равна 11,6 г и объем_вытесненной_среды (объем водорода в шаре) равен 10 л.

Плотность_среды в данном случае будет плотностью воздуха, которую мы можем принять приближенно равной 1,2 кг/м³.

Подставляя известные значения в уравнение, получим:

1,2 кг/м³ * 10 л * 10⁻³ м³/л * 9,8 м/с² = 11,6 г * 10⁻³ кг/г * 9,8 м/с².

Вычисляя это выражение, мы получим значение подъемной силы, равное весу шара.

Теперь мы можем найти давление водорода в шаре, используя уравнение состояния идеального газа:

P * V = n * R * T,

где:

• P - давление водорода в шаре (что мы хотим найти),
• V - объем водорода в шаре (10 л),
• n - количество вещества (моли) водорода,
• R - универсальная газовая постоянная (приближен