作业帮一道高中级别的物理题目!急求答案TOT.一热气球的容积为2200m3,气球本身和负载质量共725kg.若其外部空气温度为20oC,要想使气球上升,其内部空气最低要加热到多少摄氏度?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/04 01:06:44
一道高中级别的物理题目!急求答案TOT.一热气球的容积为2200m3,气球本身和负载质量共725kg.若其外部空气温度为20oC,要想使气球上升,其内部空气最低要加热到多少摄氏度?
一道高中级别的物理题目!急求答案TOT.
一热气球的容积为2200m3,气球本身和负载质量共725kg.若其外部空气温度为20oC,要想使气球上升,其内部空气最低要加热到多少摄氏度?
一道高中级别的物理题目!急求答案TOT.一热气球的容积为2200m3,气球本身和负载质量共725kg.若其外部空气温度为20oC,要想使气球上升,其内部空气最低要加热到多少摄氏度?
热气球能上升,是因为加热后,球内空气密度变小,重量变小,而体积不变,从而所受浮力不变而实现的.
所以,当气球能上升时,有F=W.其中F为浮力,W为气球全重,包括气球和负载以及球内空气.
而根据浮力公式,F=p1V1g(p1:加热前空气密度,V1：气球体积),且：W=725g+p2V1g(g:重力加速度,p2：加热后空气密度),得到方程1：
p1V1=725+p2V1
另一方面,把加热后空气膨胀排出气球的空气考虑进去,设加热后空气体积V2 ,根据热力学相关公式,有（加热前后空气压强不变）：T1/V1=T2/V2（其中,T1为加热前温度,=20,摄氏度,要化为绝对温度,=293.）得方程2：
V1/T1=V2/T2
又因为加热前后空气质量不会变,所以p1V1=p2V2（p表示密度）,得方程3 ：
p1V1=p2V2
由三个方程可以解得：
T2=p1V1T1/(p1V1-725)
带入已知数得：T2=p1*2200*293/(p1*2200-725).
式中,p1是空气在20oC时的密度,是常量,题中未给,但可以查到.代入便可计算出T2.（记得要减去273才是摄氏温度.）