Question

Вы хотите совершить путешествие на воздушном шаре с вашим другом. Рассчитайте объем шара, на котором вы будете путешествовать. Шар должен быть наполнен гелием. СРОЧНО!!!

Answer 1

Ответ:

Пусть, например,в воздух запущен шар объемом 40м3,наполненный гелием.Масса гелия,заполняющая оболочку шара ,будет равна mг=pг*V=0,18кг/м3*40м3=7,2кг,а его вес равен Pг=10н/кг*7,2кг=72Н

Выталкивающая сила,действующая на этот шар в воздухе,равна весу воздуха объемом 40м3,т.е.

Fa=g*pвозд*V=10н/кг*1,3кг/м3*40м3=520Н

Значит,этот шар может поднять груз весом 520Н-72Н=448Н.Это и будет его подъемная сила.Но этот шар сможет поднять только одного человека масса которого 45кг.Следовательно если путешествовать с другом объем шара нужен 80м3

Answer 2

Для расчета объема воздушного шара, который будет наполнен гелием, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где: - \(P\) - давление газа, - \(V\) - объем газа, - \(n\) - количество молекул газа (в молях), - \(R\) - универсальная газовая постоянная, - \(T\) - температура газа в кельвинах.

Так как гелий в шаре расширяется и сжимается, давление и температура будут меняться, но для упрощения расчетов мы можем использовать примерное среднее значение температуры и давления.

Стандартное давление и температура (нормальные условия) равны \(P_0 = 1 \, \text{атм}\) и \(T_0 = 273 \, \text{K}\).

Универсальная газовая постоянная \(R\) равна приблизительно \(0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / (\text{моль} \cdot \text{К})\).

Объем шара можно рассчитать, используя следующую формулу:

\[V = \frac{nRT}{P}\]

Для гелия молекулярная масса \(M\) равна приблизительно \(4 \, \text{г/моль}\).

Количество молекул \(n\) можно рассчитать, используя массу \(m\) гелия и его молекулярную массу:

\[n = \frac{m}{M}\]

Поскольку точные параметры вашего шара неизвестны, предположим, что шар имеет массу \(m = 100 \, \text{кг}\).

Теперь мы можем выполнить расчеты:

1. Рассчитаем количество молекул \(n\):

\[n = \frac{100 \, \text{кг}}{4 \, \text{г/моль}}\]

2. Подставим \(n\), \(R\), \(T_0\) и \(P_0\) в уравнение для объема:

\[V = \frac{nRT_0}{P_0}\]

Эти расчеты помогут определить приблизительный объем шара, необходимый для вашего путешествия на воздушном шаре с гелием.