Изменится ли подъемная сила шара, если гелий, находящийся внутри него при нормальных условиях, будет нагрет на

Чтобы ответить на задачу, нужно использовать закон Архимеда и закон Гей-Люссака. Давайте разберемся по шагам.

Шаг 1: Определение закона Архимеда
Закон Архимеда гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует подъемная сила, равная весу вытесненной им жидкости или газа. Сила этого подъема обратно пропорциональна массе жидкости или газа, плотность которой постоянна.

Шаг 2: Изменение подъемной силы при нагревании гелия
Для того чтобы определить, изменится ли подъемная сила шара при нагревании гелия, нам нужно рассмотреть два случая: до и после нагревания.

До нагревания: Шар наполнен гелием при нормальных условиях. Плотность газа можно считать постоянной. Пусть масса газа внутри шара равна m1.
Тогда подъемная сила, действующая на шар до нагревания, равна весу вытесненного газа, то есть F1 = m1*g, где g - ускорение свободного падения, примерное значение которого равно 9,8 м/с^2.

После нагревания: Гелий, находящийся внутри шара, нагрет на 20 К. При нагревании газа он расширяется, и его объем становится больше. Пусть новая масса газа будет m2.
Теперь подъемная сила, действующая на шар после нагревания, будет F2 = m2*g.

Шаг 3: Связь между массой газа до и после нагревания
Для определения связи между массами газа до и после нагревания воспользуемся законом Гей-Люссака. Закон Гей-Люссака утверждает, что при постоянном давлении соотношение между объемами газа и его температурой является прямо пропорциональным.

Таким образом, можно записать следующее уравнение:
(V1/T1) = (V2/T2), где V1 и T1 - изначальный объем и температура газа, V2 и T2 - объем и температура после нагревания.

Шаг 4: Применение закона Гей-Люссака и выражение массы газа после нагревания
По закону Гей-Люссака, если предположить, что давление внутри шара остается прежним, можно записать следующее:
(V1/T1) = (V2/T2)
V1/V2 = T1/T2
Мы знаем, что плотность газа можно выразить как плотность = масса/объем.
Таким образом, при сохранении давления, имеем:
р1/р2 = T1/T2 = m1V1/m2V2,

где р1 и р2 - плотности газа до и после нагревания.
Так как объем и плотность газа до нагревания остаются постоянными, масса газа после нагревания определяется:
m2 = (р1/р2) * m1.

Шаг 5: Вывод о изменении подъемной силы
Теперь, имея выражение для массы газа после нагревания, мы можем сравнить подъемные силы до и после нагревания.
F2 = m2 * g = ((р1/р2) * m1) * g

Таким образом, подъемная сила после нагревания будет F2 = ((р1/р2) * m1) * g.

Подводя итог, подъемная сила шара изменится после нагревания гелия. Изменение связано с изменением массы газа и его плотности. Сила будет пропорциональна отношению плотностей газа до и после нагревания, а также массе газа до нагревания.

Это пошаговое решение задачи, объясняющее, как изменится подъемная сила шара при нагревании гелия. Надеюсь, это поможет вам понять и решить задачу!