Question

Повітряну кулю об’ємом 300 м^3 наповнено воднем. Маса оболонки кулі 60 кг. Вантаж якої маси може підняти ця куля за нормальних умов?

Answer 1

Ответ:

< 294 кг

Объяснение:

Answer 2

Ответ: 300 кг.

-------

За счёт силы Архимеда поднимается оболочка, груз и сам водород в шаре.

Answer 3

Для визначення маси вантажу, яку може підняти повітряна куля, використовують принцип Архімеда. Згідно з цим принципом, піднятий воднем об'єкт отримує піддтримку, яка дорівнює вазі вижатого повітря.

1. Спочатку визначимо масу повітря у кулі. Для цього використовуємо рівняння стану для ідеального газу:

   PV = nRT,

   де P - тиск газу (стандартний атмосферний тиск при нормальних умовах приблизно 101.3 кПа), V - об'єм газу (300 м^3), n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвінах (при нормальних умовах близько 298 К).

2. Знайдемо кількість молей газу:

   n = PV / RT = (101.3 кПа * 300 м^3) / (8.314 Дж/(моль·К) * 298 K) ≈ 12 115 молей.

3. Зараз можна знайти масу водню в кулі. Маса одного молекули водню (H2) дорівнює приблизно 2 грамам/моль. Таким чином:

   Маса водню в кулі = кількість молей * масу одного молекули = 12 115 молей * 2 г/моль = 24 230 г = 24.23 кг.

4. Однак, ця маса включає як водень, так і оболонку кулі. Тому, щоб знайти масу водню без оболонки, віднімемо масу оболонки:

   Маса водню без оболонки = 24.23 кг - 60 кг = 23.63 кг.

Отже, ця повітряна куля може підняти вантаж масою приблизно 23.63 кг за нормальних умов. Будьте обережні з використанням водню, оскільки він є легкозаймистим і вибухонебезпечним газом.