Какая температура внутри шара, если воздушный шар массой 100 кг с объемом 300 м³, наполненный горячим воздухом

Объяснение: Для решения этой задачи мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной массе газа его давление обратно пропорционально объему газа при постоянной температуре. Мы также знаем, что при постоянном давлении объем газа прямо пропорционален его температуре по шкале абсолютных температур. Поэтому мы можем записать уравнение состояния для газа внутри шара:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2

где P1 и P2 — давление воздуха внутри шара и наружу соответственно, V1 и V2 — объемы внутри шара и наружу соответственно, T1 и T2 — температуры внутри шара и наружу соответственно.

У нас есть следующие данные:

P1 = P2 (так как шар находится в равновесии)
V1 = 300 м³
V2 = ?
T1 = ?
T2 = 0 °C = 273 К (переведем в кельвины, так как используется шкала абсолютных температур)

Теперь мы можем переупорядочить уравнение и найти T1:

T1 = (P2 * V1 * T2) / (P1 * V2)

Так как шар находится в равновесии с атмосферным давлением, P2 = P1. Также можем заметить, что объем наружу равен объему шара. Подставив значения и решив уравнение, мы найдем T1:

T1 = (P1 * V1 * T2) / (P1 * V1)
T1 = T2

Таким образом, температура внутри шара будет равна 0°C или 273 К.

Совет: В задачах с газами, важно помнить о законе Бойля-Мариотта и применять его для решения задач. Обратите внимание на единицы измерения и не забудьте перевести температуру в кельвины, если требуется.

Дополнительное задание: Если объем воздушного шара увеличится до 400 м³, а температура внутри останется неизменной (0 °C), какое будет новое давление воздуха внутри шара? Ответ дайте в паскалях.