Câu hỏi:

19/08/2025 3,619 Lưu

Một quả bóng thám không có dung tích không đổi 1 200 lít. Vỏ bóng có khối lượng 1 kg. Bóng được bơm khí hydrogen ở áp suất bằng áp suất khí quyển tại mặt đất (1,013.105 Pa) và nhiệt độ 27 °C.

a) Tính lực làm quả bóng rời khỏi mặt đất.

b) Bóng lên tới độ cao h thì dừng lại, tại đó nhiệt độ của khí quyển là 7 °C. Tính áp suất của khí quyển tại độ cao này.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

a) Fn (lực nâng bóng) = Fa (Lực đẩy Archimede) – PH (Trọng lượng khí H2) – Pv (trọng lượng vỏ).

Từ đó suy ra: Fn = (D0 - DH)gV – mg (1)

Trong đó D0 là khối lượng riêng của không khí, DH là khối lượng riêng của khí hydrogen; m là khối lượng của vỏ bóng và V là thể tích bóng (V có độ lớn không đổi).

Mặt khác từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng pV = nRT có thể suy ra:

D=pMRT, trong đó M là khối lượng mol của khí. Do đó:

D0=p0M0RT0 và DH=pHMHRTH=p0MHRT0D0-DH=p0M0-MHRT0

Từ (1) và (2) tính được Fn = 3,10 N.

b) Khi bóng đạt độ cao h và dừng lại thì: Fn = 0 và từ (1) suy ra: D0'-DH'V=m

Vì khối lượng khí trong bóng và thể tích bóng không đổi, do đó khối lượng riêng của khí trong bóng cũng không đổi  nên ta có:

D0'-DHV=mD0'=DH+mV (3)

Ở độ cao h khối lượng riêng của không khí là: D0'=p'm0RT1

Từ (3) và 4) tính được độ lớn của p’ ≈ 7,3.104 Pa.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

m < 17,86 g.

Gọi D0 là khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn (p0 = 100 kPa và T0  = 273 K).

D1 là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ T1 = 290 K và áp suất p1 = p.

D2 là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ T2 = 340 K và áp suất p2 = p.

Từ phương trình pV=nRTpmD=mMRT suy ra: D=pMRT. Do đó:

D0=p0MRT01;D1=p1MRT1 (2) và D2=p2MRT2 (3). Từ (1), (2), (3) suy ra:

D1=D0p1T0p0T1=D0=pT0p0T1 và D2=D0p2T0p0T2=D0pT0p0T2(4)

Để quả cầu bay lên thì lực đẩy Archimede phải có giá trị tối thiểu bằng trọng lượng của bóng: Fa>Pvo+PkhiD1gV>mg+D2gVm<VD1-D2=VD0pT0p01T1-1T2=(5)

Từ (4) và (5) sẽ tính được giá trị của m

Câu 3

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP