Подъемная сила возникает из-за разности между силой Архимеда и силой тяжести:
Fп = Fa – mg = ρ(воздуха)Vg – ρ(газа)Vg = Vg(ρ(воздуха) – ρ(газа)),
где V — объем аппарата (воздушного шара), а ρ(газа) — плотность газа, которым наполнен воздушный аппарат.
Отсюда выводим формулу объёма: V = Fn/(g*(ρ(возд) - ρ(газа)).
Плотность вычисляем с использованием уравнения Менделеева — Клапейрона для идеального газа при заданных температуре и давлении.
Плотность воздуха на высоте 7000 м (р=41000 Па, T= 273-30=243 K) равна: ρ(возд) = 0,029 *41000
8,314462*243 = 0,588493172 кг/м³.
Водорода: ρ(Н2) = 0,002 *41000
8,314462*243 = 0,040585736 кг/м³.
Объём аэростата равен:
V1 = 39240/(9,81*(0,588493172 - 0,040585736) = 7300,50322 м³.
Замена водорода гелием изменит подъёмную силу.
ΔFn = Fn*(М(возд) - М(Нe))/(М(возд) - М(Н2)) = 39240*(29 - 4)/(29 - 2)) - Fn =
= -2906,666667 H.
На поверхности земли при давлении р = 98100 Па и температуре Т = 273 + 30 = 303 K объём аэростата с водородом равен:
р(возд) = 0,029* 98100
8,314462* 303 = 1,129250324 кг/м³.
р(Н2) = 0,002* 98100
8,314462* 303 = 0,077879333 кг/м³.
V2 = 39240/(9,81*( 1,129250324 - 0,077879333) = 3804,556176 м³.
Можно применить формулу: V2 = V1*(p1/p2)*(T2/T1),
Результат одинаков.
Пошаговое объяснение:
1.602.432:8-(653.8:7-170.5:5)=16,004
1.653,8:7=93,4
2.170,5:5=34,1
3.93,4-34,1=59,3
4.602,432:8=75,304
5.75,304-59,3=16,004
2.674,268:7+(387,063:9-2,82:6)=138,537
1.387,063:9=43,007
2.2,82:6=0,47
3.43,007-0,47=42,537
4.674,268:7=96,268
5.96,268+42,537=138,537
3.34,5*9-75,6:8+451,392:6=376,282
1.34,5*9=310,5
2.75,6:8=9,45
3.451,392:6=75,232
4.310,5-9,45=301,05
5.301,05+75,232=376,282
4.408,12+4-96,21:3+284,9:7=420,75
1.96,21:3=32,07
2.284,9:7=40,7
3.408,12+4=412,12
4.412,12-32,07=380,05
5.380,05+40,7=420,75
5.80,14:2-6,456:8+480,18:6-0,19*5=118,343
1.80,14:2=40,07
2.6,456:8=0,807
3.480,18:6=80,03
4.0,19*5=0,95
5.40,07-0,807=39,263
6.39,263+80,03=119,293
7.119,293-0,95=118,343
Подъемная сила возникает из-за разности между силой Архимеда и силой тяжести:
Fп = Fa – mg = ρ(воздуха)Vg – ρ(газа)Vg = Vg(ρ(воздуха) – ρ(газа)),
где V — объем аппарата (воздушного шара), а ρ(газа) — плотность газа, которым наполнен воздушный аппарат.
Отсюда выводим формулу объёма: V = Fn/(g*(ρ(возд) - ρ(газа)).
Плотность вычисляем с использованием уравнения Менделеева — Клапейрона для идеального газа при заданных температуре и давлении.
Плотность воздуха на высоте 7000 м (р=41000 Па, T= 273-30=243 K) равна: ρ(возд) = 0,029 *41000
8,314462*243 = 0,588493172 кг/м³.
Водорода: ρ(Н2) = 0,002 *41000
8,314462*243 = 0,040585736 кг/м³.
Объём аэростата равен:
V1 = 39240/(9,81*(0,588493172 - 0,040585736) = 7300,50322 м³.
Замена водорода гелием изменит подъёмную силу.
ΔFn = Fn*(М(возд) - М(Нe))/(М(возд) - М(Н2)) = 39240*(29 - 4)/(29 - 2)) - Fn =
= -2906,666667 H.
На поверхности земли при давлении р = 98100 Па и температуре Т = 273 + 30 = 303 K объём аэростата с водородом равен:
р(возд) = 0,029* 98100
8,314462* 303 = 1,129250324 кг/м³.
р(Н2) = 0,002* 98100
8,314462* 303 = 0,077879333 кг/м³.
V2 = 39240/(9,81*( 1,129250324 - 0,077879333) = 3804,556176 м³.
Можно применить формулу: V2 = V1*(p1/p2)*(T2/T1),
Результат одинаков.
Пошаговое объяснение:
1.602.432:8-(653.8:7-170.5:5)=16,004
1.653,8:7=93,4
2.170,5:5=34,1
3.93,4-34,1=59,3
4.602,432:8=75,304
5.75,304-59,3=16,004
2.674,268:7+(387,063:9-2,82:6)=138,537
1.387,063:9=43,007
2.2,82:6=0,47
3.43,007-0,47=42,537
4.674,268:7=96,268
5.96,268+42,537=138,537
3.34,5*9-75,6:8+451,392:6=376,282
1.34,5*9=310,5
2.75,6:8=9,45
3.451,392:6=75,232
4.310,5-9,45=301,05
5.301,05+75,232=376,282
4.408,12+4-96,21:3+284,9:7=420,75
1.96,21:3=32,07
2.284,9:7=40,7
3.408,12+4=412,12
4.412,12-32,07=380,05
5.380,05+40,7=420,75
5.80,14:2-6,456:8+480,18:6-0,19*5=118,343
1.80,14:2=40,07
2.6,456:8=0,807
3.480,18:6=80,03
4.0,19*5=0,95
5.40,07-0,807=39,263
6.39,263+80,03=119,293
7.119,293-0,95=118,343