Trả lời Câu hỏi bài 11 trang 50 SGK Vật lí 12 Cánh diều – Bài tập chủ đề 2. Gợi ý: Vận dụng định luật Archimedes và phương trình trạng thái khí lí tưởng.
Câu hỏi/Đề bài:
Một khinh khí cầu có khoang chứa và hành khách với tổng khối lượng là 450 kg. Phần khí cầu chứa 3,00 . 103 m3 không khí. Lấy g = 9,81 m/s2.
a) Tính lực tối thiểu để nâng khinh khí cầu lên khỏi mặt đất.
b) Áp suất khí quyển là 1,03 . 105 Pa và khối lượng riêng không khí là 1,29 kg/m3. Tính số mol không khí trong khí cầu. Coi không khí là khí lí tưởng có nhiệt độ 25 °C.
c) Khi không khí được đốt nóng, nó sẽ dãn nở và một phần bị đẩy ra ngoài qua lỗ thông hơi ở phía trên khí cầu. Tính nhiệt độ tối thiểu mà không khí bên trong khí cầu cần đạt tới để khinh khí cầu rời khỏi mặt đất. Coi khí cầu có dạng hình cầu bán kính R khi thực hiện các phép tính.
Hướng dẫn:
Vận dụng định luật Archimedes và phương trình trạng thái khí lí tưởng
Lời giải:
a) \({F_n} \ge {F_g} \Rightarrow {V_k}.{\rho _k}.g \ge {m_t}.g \Rightarrow {F_n} \ge 580,5N\)
b) \(n = \frac{{{p_a}{V_k}}}{{RT}} = 123,5mol\)
c) \({T_m} = \frac{{{p_a}{m_t}}}{{nR{\rho _k}}} = 324,5K\)