На сколько увеличится подъемная сила шара, если газ нагреть на 20 градусов по Цельсию? Учтите, что оболочка шара

Тема: Подъемная сила шара и ее зависимость от температуры

Пояснение: Подъемная сила шара, который заполнен газом, зависит от разницы плотности газа внутри шара и плотности окружающей среды. Плотность газа растет с увеличением температуры, поэтому при нагреве шара его подъемная сила увеличится.

Для того чтобы рассчитать, насколько увеличится подъемная сила шара при нагреве на 20 градусов по Цельсию, мы можем использовать закон Гей-Люссака. Согласно этому закону, при постоянном давлении объем газа пропорционален его температуре в абсолютной шкале Кельвина.

Допустим, изначальная температура газа в шаре составляет T1 градусов по Цельсию. Тогда его температура в абсолютной шкале Кельвина будет равна T1 + 273.15 Кельвина. При нагреве на 20 градусов, температура газа станет равной (T1 + 20) градусов по Цельсию, а это соответствует (T1 + 20 + 273.15) Кельвина.

Таким образом, мы получаем, что относительное изменение температуры газа равно (T1 + 20 + 273.15) / (T1 + 273.15). Исходя из закона Гей-Люссака, подъемная сила шара пропорциональна этому значению.

Пример использования: Допустим, у нас у шара изначально температура газа составляет 30 градусов по Цельсию. При нагреве на 20 градусов, температура газа станет (30 + 20) градусов по Цельсию, то есть 50 градусов по Цельсию. Полагаяся на закон Гей-Люссака, подъемная сила шара увеличится в (50 + 273.15) / (30 + 273.15) = 1.157 раз.

Совет: Для более глубокого понимания зависимости подъемной силы шара от температуры, рекомендуется изучить формулу и законы, связанные с газами (например, идеальным газом и законом Бойля-Мариотта). Кроме того, можно провести эксперименты, нагревая шар в разных условиях и измеряя изменение его подъемной силы.

Упражнение: Изначально температура газа в шаре составляет 25 градусов по Цельсию. На сколько увеличится подъемная сила шара при нагреве на 15 градусов по Цельсию? (Подсказка: используйте закон Гей-Люссака)