Воздушный шарик с газовой смесью

Question

В воздухе неподвижно висит воздушный шарик, удерживаемый снизу невесомой нитью, прикреплённой к невесомой пружине жёсткостью $k=608$ Н/м. Оболочка воздушного шарика полностью герметична, имеет массу $M_0=14$ г, практически без усилия деформируется и хорошо проводит тепло. Внутри шарика находится газовая смесь массой $M=7{,}3$ г и молярной массой $\mu=4{,}2$ г/моль. Температура окружающего воздуха $T_1=296$ К, его давление $P=102$ кПа. Определите:

Силу натяжения нити $F_1$.
Окружающий воздух нагрелся до температуры $T_2=318$ К. В системе установилось равновесие, давление воздуха не изменилось. Найдите отношение силы Архимеда, которая теперь действует на шарик, к силе Архимеда, которая действовала на него в холодном воздухе, $Y$.
Деформацию пружины в тёплом воздухе $X$.

Молярная масса воздуха составляет $29$ г/моль, универсальная газовая постоянная $R=8{,}31$ Дж/(моль·К). Ускорение свободного падения примите равным $9{,}8$ м/с$^2$. В ответ значение $Y$ вводите с точностью до целых, остальные величины с точностью до десятых.

Accepted Answer

1) $F_1 = 285{,}23 \pm 0{,}11$ мН; 2) $Y = 1 \pm 0{,}05$; 3) $X = 46{,}915 \pm 0{,}11$ см.

Воздушный шарик с газовой смесью

Похожие задачи