Một khí cầu có thể tích V = 336
m
3
và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Không khí nóng phải có nhiệt độ bằng bao nhiêu để khí cầu bắt đầu bay lên ? Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 27
°
C và áp suất 1 atm ; khối lượng mol của không khí ở điều kiện chuẩn là 29.
10
3
...
Đọc tiếp
Một khí cầu có thể tích V = 336 m 3 và khối lượng vỏ m = 84 kg được bơm không khí nóng tới áp suất bằng áp suất không khí bên ngoài. Không khí nóng phải có nhiệt độ bằng bao nhiêu để khí cầu bắt đầu bay lên ? Biết không khí bên ngoài có nhiệt độ 27 ° C và áp suất 1 atm ; khối lượng mol của không khí ở điều kiện chuẩn là 29. 10 3 kg/mol.
Gọi ρ 1 và ρ 2 là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ T 1 = 27 + 273 = 300 K và nhiệt độ T 2 là nhiệt độ khi khí cầu bắt đầu bay lên.
Khi khí cầu bay lên:
F Á c - s i - m é t = P v ỏ k h í c ầ u + P c ủ a k h ô n g k h í n ó n g
ρ 1 gV = mg + ρ 2 gV
ρ 2 = ρ 1 – m/V (1)
Ở điều kiện chuẩn, khối lượng riêng của không khí là:
ρ 0 = 29g/22,4l = 1,295g/ d m 3 = 1,295kg/ m 3
Vì thể tích của một lượng khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi nên khối lượng riêng của một lượng khí tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi.
Ta có: ρ 1 = T 0 ρ 0 / T 1 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: ρ 1 = 1,178 kg/ m 3
Do đó ρ 2 = 0,928 kg/ m 3
t 2 = 108 ° C