Какой из газов, находящихся в списке, должен быть использован для наполнения воздушного шара: сернистый газ, азот

Для того чтобы определить, какой из газов – сернистый газ, азот или гелий – следует использовать для наполнения воздушного шара, нам нужно рассмотреть свойства этих газов и их влияние на объем и плотность воздушного шара.

Сернистый газ (SO2) – это газ с характерным запахом, который образуется при сжигании серы. Он является тяжелым газом и имеет высокую плотность. Поэтому использование сернистого газа может привести к тому, что воздушный шар будет слишком тяжелым и не сможет подняться в воздух.

Азот (N2) – является одним из основных компонентов атмосферы Земли и является достаточно легким газом. Однако, чтобы воздушный шар мог подняться, необходим газ с еще меньшей плотностью.

Таким образом, наиболее подходящим газом для наполнения воздушного шара является гелий (He). Гелий имеет очень низкую плотность, и поэтому воздушный шар, наполненный гелием, становится легким и может подняться в воздух.

Для подтверждения ответа проведем расчеты, используя закон Архимеда и соотношение плотности газа:

\[ F_\text{{Арх}} = \rho_\text{{возд}} \cdot V_\text{{шара}} \cdot g \]

где \( F_\text{{Арх}} \) – архимедова сила, зависящая от разности плотности газа и плотности воздуха, \( \rho_\text{{возд}} \) – плотность воздуха, \( V_\text{{шара}} \) – объем шара и \( g \) – ускорение свободного падения.

Из этого соотношения видно, что давление воздуха и плотность воздуха влияют на способность воздушного шара подняться.

Теперь проведем расчеты для наших газов.
Плотность воздуха примем равной \( 1,2 \, \text{{кг/м}}^3 \), ускорение свободного падения \( g = 9,8 \, \text{{м/с}}^2 \), а объем воздушного шара \( V_\text{{шара}} = 1 \, \text{{м}}^3 \) для простоты вычислений.

Плотность сернистого газа составляет около \( 2,9 \, \text{{кг/м}}^3 \).
Подставим все значения в формулу Архимеда:

\[ F_\text{{Арх}} = (2,9 - 1,2) \cdot 1 \cdot 9,8 = 11,66 \, \text{{Н}} \]

Теперь рассмотрим плотность азота, которая составляет около \( 1,25 \, \text{{кг/м}}^3 \).
Подставим значения в формулу Архимеда:

\[ F_\text{{Арх}} = (1,25 - 1,2) \cdot 1 \cdot 9,8 = 0,49 \, \text{{Н}} \]

Наконец, плотность гелия составляет около \( 0,18 \, \text{{кг/м}}^3 \).
Подставим значения в формулу Архимеда:

\[ F_\text{{Арх}} = (0,18 - 1,2) \cdot 1 \cdot 9,8 = -9,23 \, \text{{Н}} \]

Таким образом, наше решение подтверждается расчетами. Лучшим газом для наполнения воздушного шара является гелий, так как он обладает наименьшей плотностью и позволяет шару подняться в воздух.