Если гелий внутри воздушного шара объемом 800 м³, который находится при нормальных условиях, нагреть на 20 °C, то насколько

Пояснение:
Подъемная сила воздушного шара обусловлена разностью плотностей воздуха внутри шара и вне его. При нагревании газа, его плотность уменьшается, что приводит к увеличению подъемной силы шара.

Чтобы вычислить, насколько увеличится подъемная сила шара, нам необходимо использовать закон Архимеда. Согласно этому закону, подъемная сила равна весу вытесненного газа, который равен продукту плотности газа, ускорения свободного падения и объема газа:

F = ρ * V * g,

где F — подъемная сила, ρ — плотность газа, V — объем газа, g — ускорение свободного падения.

Нам известен объем гелия (V = 800 м³) и температурное изменение гелия (Δt = 20 °C). Для определения плотности газа воздушного шара нам также понадобится знание исходной температуры (T₀) и давления (P₀) гелия.

Чтобы получить более точные значения, нужно использовать уравнение состояния газа, такое как уравнение состояния идеального газа или уравнение Ван-дер-Ваальса.

Пример использования:
Предположим, что исходная температура и давление гелия составляют 25 °C и 1 атм соответственно. В таком случае, мы сможем использовать уравнение состояния идеального газа.

Плотность гелия (ρ₀) при нормальных условиях можно найти, используя следующую формулу:
ρ₀ = (P₀ * M) / (R * T₀),

где ρ₀ — плотность гелия, P₀ — давление гелия, M — молярная масса гелия, R — универсальная газовая постоянная, T₀ — исходная температура гелия.

Подставляя известные значения, мы можем вычислить плотность гелия при нормальных условиях.

Затем, используя формулу для подъемной силы (F = ρ * V * g), мы можем определить, насколько увеличится подъемная сила шара после нагревания гелия на 20 °C.

Совет:
Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить закон Архимеда, уравнение состояния идеального газа и свойства гелия. Это поможет лучше понять взаимосвязь между нагреванием газа и изменением подъемной силы.

Упражнение:
Пусть исходная температура гелия составляет 0 °C, давление — 1 атм. Если гельй внутри шара нагреть на 50 °C, определите, насколько увеличится подъемная сила шара с объемом 500 м³, предполагая, что всё остальное остается постоянным. (Используйте уравнение состояния идеального газа)