Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Какова максимальная масса груза, который может поднять шар, если воздух в нем нагреть до температуры 77°С? Температура окружающего воздуха 7°С, его плотность 1,2 кг/м3. Оболочку шара считать нерастяжимой.

1 ответ

Посмотреть ответы

Megamozg

2205

Дано:
V=2500 м³
m₀=400 кг
t₁=7°C; T₁=7+273=280K
t₂=77°C; T₂=77+273=350K
ρ=1.2 кг/м³
Найти: m
Решение:
Масса холодного воздуха в оболочке была m₁=ρV. После нагрева стала m₂.
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
$pV= \frac RT$
$m= \frac$
Значит (давление и объем не меняются):
$m_1= \frac \\ 
m_2= \frac$
Разделив m₂ на m₁, получаем
$\frac = \frac \\ 
m_2=\frac=\frac{\rho VT_1}$
Выталкивающая сила должна равняться весу оболочки, воздуха в оболочке и груза
F=m₀g+m₂g+mg
По закону Архимеда
F=ρgV
Тогда
m₀g+m₂g+mg=ρgV
m₀+m₂+m=ρV
m=ρV-m₀-m₂=ρV-m₀-ρVT₁/T₂=ρV(1-T₁/T₂)-m₀
m=1,2*2500(1-280/350)-400=200 (кг)
Ответ: 200 кг

Хороший ответ

28 декабря 2022 21:45

Остались вопросы?

Найти нужный

Еще вопросы по категории Физика

по результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления пользуясь определите среднее значение коэффициента трения... 1Что такое блок? Какие виды блоков вы знаете? 2Чем отличаются подвижный и неподвижный блоки? Для чего они предназначались 3 Проведите аналогию между... В гидравлическом прессе площадь малого поршня 5 см квадратных, площадь большого - 500 см квадратных. Сила, действующая на малый поршень, 400 Н, на бол... какая доля радиоактивных ядер некоторого элемента распадается за время равное половине периода полураспада. С решением пожалуйста.... Одноатомным идеальным газом cовершается циклический процесс, который состоит из 7 участков. Циклический процесс изображён на диаграмме P−V. Процессы 1...