Вопрос по физике:
Воздушный шар диаметром 12 м наполнен теплым воздухом 50ºС.
Окружающий воздух имеет 0ºС и 1 атм. Какова может быть максимальная масса
оболочки шара и корзины, чтобы шар мог лететь?
Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?
Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок - бесплатно!
- 14.03.2018 06:09
- Физика
- remove_red_eye 4718
- thumb_up 38
Ответы и объяснения 1
Подъёмная сила воздушного шара равна
F = gV(ρ₁ - ρ₂) = g(m₁ - m₂)
где
g - ускорение силы тяжести
V - объём воздушного шара
ρ₁ и ρ₂ - плотности холодного и теплого воздуха, соответственно
m₁ и m₂ - массы холодного и теплого воздуха, заключённого в объёме шара V
вес оболочки, корзины, балласта, оборудования, пассажиров равен
f = m₀g
где m₀ - искомая масса всего того, что шар может поднять.
Поскольку условием полёта является
F > f то ограничение на величину m₀ получается из неравенства
g(m₁ - m₂) > gm₀ или
m₁ - m₂ > m₀
Из уравнения
PV = (m/M)RT
следует, что
m = PVM/RT
где
P = 10⁵ Па - давление воздуха в оболочке и снаружи
V = 4пR³/3 = 4·3.14·6³/3 = 905 м³ - объём шара
M = 0.029 кг - молекулярная масса воздуха
R = 8.3 Дж/(моль·К) - газовая постоянная
T - температура воздуха
Таким образом максимальная масса оболочки и груза, при котором шар летит равна
m₀ = PVM(1/T₁ - 1/T₂)/R = PVMΔT/(RT₁T₂)
где
ΔT = 50° - разница температур воздуха внутри шара и окружающего воздуха
T = 273° - температура окружающего воздуха
Т = 323° - температура воздуха внутри шара
m₀ = 10⁵·905·0.029·50/(8.3·273·323) = 185 кг
- 15.03.2018 17:46
- thumb_up 41
Знаете ответ? Поделитесь им!
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи - смело задавайте вопросы!
Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.