Воздушный шар, оболочка которого имеет массу М = 120 кг, заполняется
Воздушный шар, оболочка которого имеет массу М = 120 кг, заполняется жарким воздухом при температуре Т=600 К. Температура окружающего воздуха t=20 градусов Цельсия. Какой объём должен иметь шар, чтоб он начал подниматься? Оболочка шара нерастяжима. Давление воздуха снутри шара и атмосферное давление схожи 10^5 Па (М воздуха=29 ^ -3 кг/моль)
Задать свой вопрос
Oksana Vorotneva
мало баллов, конечно, но решу
1 ответ
Никита Силютин
Дано: m(об) = 120 кг T0 = 600 K T = 293 K P = P0 = 10^5 Па M = 29*10^-3 кг/моль V - ?
Решение:
Во-первых, необходимо разуметь физический процесс подъема этого шара: почему это происходит и за счет какой силы он подымается?
Происходит это за счет нагревания воздуха в шаре, вследствие чего появляется Архимедова сила и шар подымается.
Запишем уравнение взлета:
Fa = m(об)g + m(газ)g,
p(воздух) g V(шар) = g (m(об) + m(г)), откуда выводим интересующую нас величину V:
V = (m(об) + m(г)) / p.
Так-с, с этим разобрались. Сейчас необходимо отыскать массу воздуха, который наполняет шар и плотность воздуха снаружи (!!! не внутри).
Это мы будем делать посредством закона Менделеева-Клапейрона. Имеем в общем виде:
P V = m R T / M. Выводим массу воздуха внутри шара:
m(г) = P V M / R T0.
То же уравнение М.-К. разделяем на V. Имеем в общем виде:
P = p R T / M. Выводим плотность воздуха снаружи:
p = P M / R T.
А сейчас время заняться матаном, хы.
V = (m(об) + (P V M / R T0)) / (P M / R T),
V = (m(об) R T0 + P V M) R T / R T0 P M,
V = (T m(об) R T0 + T P V M) / T0 P M,
T m(об) R T0 + T P V M = V T0 P M,
T m(об) R T0 = V P M (T0 - T),
V = T m(об) R T0 / M P (T0 - T). Отмучались. Считаем:
V = 293 * 120 * 8,31 * 600 / 29*10^-3 * 10^5 * 307,
V = 175 307 760 / 890 300 = 196,908 м^3.
Решение:
Во-первых, необходимо разуметь физический процесс подъема этого шара: почему это происходит и за счет какой силы он подымается?
Происходит это за счет нагревания воздуха в шаре, вследствие чего появляется Архимедова сила и шар подымается.
Запишем уравнение взлета:
Fa = m(об)g + m(газ)g,
p(воздух) g V(шар) = g (m(об) + m(г)), откуда выводим интересующую нас величину V:
V = (m(об) + m(г)) / p.
Так-с, с этим разобрались. Сейчас необходимо отыскать массу воздуха, который наполняет шар и плотность воздуха снаружи (!!! не внутри).
Это мы будем делать посредством закона Менделеева-Клапейрона. Имеем в общем виде:
P V = m R T / M. Выводим массу воздуха внутри шара:
m(г) = P V M / R T0.
То же уравнение М.-К. разделяем на V. Имеем в общем виде:
P = p R T / M. Выводим плотность воздуха снаружи:
p = P M / R T.
А сейчас время заняться матаном, хы.
V = (m(об) + (P V M / R T0)) / (P M / R T),
V = (m(об) R T0 + P V M) R T / R T0 P M,
V = (T m(об) R T0 + T P V M) / T0 P M,
T m(об) R T0 + T P V M = V T0 P M,
T m(об) R T0 = V P M (T0 - T),
V = T m(об) R T0 / M P (T0 - T). Отмучались. Считаем:
V = 293 * 120 * 8,31 * 600 / 29*10^-3 * 10^5 * 307,
V = 175 307 760 / 890 300 = 196,908 м^3.
, оставишь ответ?
Похожие вопросы
-
Вопросы ответы
Новое
NEW
Статьи
Информатика
Статьи
Последние вопросы
Игорь 14 лет назад был на 8 лет моложе, чем его
Математика.
Два тела массами m1 и m2 находящие на расстоянии R друг
Физика.
В сосуде 4целых одна пятая литр воды что бы заполнить сосуд
Математика.
Двум малярам Диме И Олегу поручили выкрасить фасад дома они разделили
Разные вопросы.
найти порядковый номер 41Э если в ядре 20 нейтронов
Разные вопросы.
в ряду натуральных чисел 3, 8, 10, 24, … 18 одно
Математика.
Предприятие по производству с/хоз продукции на производство затратило 3527000 руб Валовый
Разные вопросы.
Математика, задано на каникулы. ВАРИАНТ 1004
НОМЕР 1,2,3,4,5,6,7,8.
Математика.
Имеются три конденсатора емкостью С1=1мкФ, С2=2мкФ и С3=3мкФ. Какую наименьшую емкость
Физика.
Из точки м выходят 3 луча MP MN и MK причём
Геометрия.
Облако тегов