Question

Сколько литров гелия надо для поднятия груза 500 грам на 50 метров?

Answer 1

Ответ:

Fa=P 0,05*n=500 n=500/0,05 = 10 000 шариков.

Объяснение:

Вес груза: P=m*g = 50*10=500 Н. Объем шарика: V₁=4 л = 0,004 м³. Сила Архимеда на n шариков: Fa = ρ*g*V = 1,23*10*0,004*n ≈ 0,05*n (здесь 1,23 кг/м³ - плотность воздуха). Считаем Fa=P 0,05*n=500 n=500/0,05 = 10 000 шариков. (Замечание: поскольку гелий во много раз легче воздуха, то его вес мы не учитывали).

Answer 2

Чтобы рассчитать, сколько литров гелия необходимо для поднятия груза массой 500 грамм на высоту 50 метров, мы можем использовать закон Архимеда и уравнение состояния идеального газа. Для этого нам понадобятся следующие данные:

1. Масса груза (m) = 500 грамм = 0.5 кг (переведем в килограммы).
2. Высота подъема (h) = 50 метров.
3. Плотность гелия (ρ) = примерно 0.1786 кг/м³ при нормальных условиях.

Закон Архимеда гласит, что поддерживающая сила (поддерживающая сила воздушного пузыря или аэростата) равна весу выталкиваемой среды, и это можно записать следующим образом:

Поддерживающая сила = Вес выталкиваемой среды

Поддерживающая сила = (масса груза) * g, где g - ускорение свободного падения (приближенно 9.81 м/с² на поверхности Земли).

Теперь мы можем рассчитать поддерживающую силу:

Поддерживающая сила = (0.5 кг) * 9.81 м/с² ≈ 4.905 Н (ньютонов).

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), чтобы определить, сколько молей гелия (n) нам потребуется:

n = (Поддерживающая сила) / (газовая постоянная R * Температура)

Где R - газовая постоянная для гелия (приближенно 8.314 Дж/(моль·К)), а Температура - абсолютная температура в кельвинах.

Для удобства предположим, что температура газа близка к комнатной температуре, примерно 298 К (25 °C). Теперь можем рассчитать количество молей:

n = 4.905 Н / (8.314 Дж/(моль·К) * 298 К) ≈ 0.002 моль

Теперь мы знаем количество молей гелия, которое нам нужно. Молярная масса гелия (He) приблизительно равна 4 г/моль.

Масса гелия (m_He) = количество молей (n) * молярная масса (M_He) m_He = 0.002 моль * 4 г/моль ≈ 0.008 г

Теперь нам нужно перевести массу гелия в литры, учитывая его плотность. Плотность гелия (ρ) равна 0.1786 кг/м³, что равно 178.6 г/л.

Объем гелия (V_He) = масса гелия (m_He) / плотность гелия (ρ) V_He = 0.008 г / 178.6 г/л ≈ 0.000045 л

Итак, нам потребуется приблизительно 0.000045 литра гелия для поднятия груза массой 500 грамм на высоту 50 метров.