Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Термодинамика. МКТ => Газовые законы => : Alecs 21 December 2012, 10:03

: Воздушный шар
: Alecs 21 December 2012, 10:03

Воздушный шар имеет форму сферы и в нижней части через отверстие сообщается с атмосферой. Диаметр шара 10 м, масса оболочки 10 кг. Температура воздуха 27 С, атмосферное давление 735 мм. рт. ст. Чтобы шар взлетел, воздух в шаре нужно нагреть до температуры
Капельян Физика Пособие-репетитор параграф 35 №8 с493
В моём решении получается слишком большая температура
Мой план
1)Чтобы шар взлетел, выталкивающая сила Архимеда должна быть равна силе тяжести.
Откуда масса воздуха в шаре равна массе оболочки
2) Из уравнения Менделеева-Клайперона выражаю температуру
Услуга не срочная
Мне нужна подсказка к решению

: Re: Воздушный шар
: alsak 22 December 2012, 06:21

: pml  21 December 2012, 10:03

Мой план
1)Чтобы шар взлетел, выталкивающая сила Архимеда должна быть равна силе тяжести.
Откуда масса воздуха в шаре равна массе оболочки

Первое предположение верное. Но как вы получили, что "масса воздуха в шаре равна массе оболочки"? Она получается во много раз больше массы оболочки. Еще раз проверьте свои вычисления или напишите свое решение (можно выложить фото), из которого вы сделали этот вывод.

: pml  21 December 2012, 21:13

Я живу в Беларуси. Интернет-банкинг подключен. Где лучше открыть эл кошелек на start.webmoney.ru или *.by?

Это вы решайте сами.
Только зачем такие сложности? Установите на свой компьютер WM Keeper Classic (http://wiki.webmoney.ru/projects/webmoney/wiki/WM_Keeper_Classic), и вам не нужны будут никакие посторонние сайты.

: Re: Воздушный шар
: Alecs 22 December 2012, 19:39

При нагревании воздуха в шаре атмосферное давление постоянно и равно по условию P=735мм рт ст=99960 Па.
Объём шара находим через диаметр.
Молярная масса воздуха M=0,029 кг/моль
Массу воздуха я находил через динамическое уравнение. Сила Архимеда равна силе тяжести оболочки, откуда масса воздуха равна массе оболочки. Но теперь это кажется мне ошибкой.
Далее, из уравнения Менделеева-Клайперона для конечного состояния, после нагревания, я выражал температуру.
T=PVM/Rm
Не могу понять, как правильно найти массу воздуха после нагревания.
Подсказка оплачена в 19.42.

: Re: Воздушный шар
: alsak 22 December 2012, 20:01

Массу воздуха находим из условия отрыва шара («выталкивающая сила Архимеда должна быть равна силе тяжести»):

ρ₁∙g∙V∙= (m₁ + m₂)∙g,

где m₁ = 10 кг, m₂ — масса воздуха в шаре, ρ₁ — плотность воздуха снаружи. Плотность воздуха ρ₁ найдем из уравнения Клайперона-Менделева:
\[p_{1} \cdot V_{1} =\frac{m}{M} \cdot R\cdot T_{1} ,\; \; \; p_{1} =\frac{\rho _{1} }{M} \cdot R\cdot T_{1} ,\; \; \; \rho _{1} =\frac{p_{1} \cdot M}{R\cdot T_{1} } .\]

PS Не спешите каждый свой шаг оплачивать. Оплачивать услуги надо после того, как вам напишут "оплатить услугу".

: Re: Воздушный шар
: Alecs 23 December 2012, 23:11

Спасибо, всё получилось. С ответом сошлось.
Единственное, в решении не учитывалось уменьшение плотности воздуха при нагревании.
Или этим можно пренебречь?

: Re: Воздушный шар
: alsak 24 December 2012, 06:45

: pml  23 December 2012, 23:11

Единственное, в решении не учитывалось уменьшение плотности воздуха при нагревании.
Или этим можно пренебречь?

Вы опять что-то не так делаете. Плотность воздуха снаружи не меняется, но внутри шара плотность воздуха будет другая (но она для решения не нужны, вы без плотности нашли массу воздуха внутри шара после нагревания).

PS Все вопросы, не связанные с задачей, задавать в личных сообщениях.

: Re: Воздушный шар
: Alecs 24 December 2012, 08:22

Cогласен, в формуле силы Архимеда плотность наружного воздуха и она, как вы говорите не меняется.