Какой из газов, находящихся в списке, должен быть использован для наполнения воздушного шара: сернистый газ, азот или гелий? Подтвердите свой ответ с помощью расчетов.

Якорица
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:
где – архимедова сила, зависящая от разности плотности газа и плотности воздуха, – плотность воздуха, – объем шара и – 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 , ускорение свободного падения , а объем воздушного шара для простоты вычислений.
Плотность сернистого газа составляет около .
Подставим все значения в формулу Архимеда:
Теперь рассмотрим плотность азота, которая составляет около .
Подставим значения в формулу Архимеда:
Наконец, плотность гелия составляет около .
Подставим значения в формулу Архимеда:
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.
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:
где
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
Плотность сернистого газа составляет около
Подставим все значения в формулу Архимеда:
Теперь рассмотрим плотность азота, которая составляет около
Подставим значения в формулу Архимеда:
Наконец, плотность гелия составляет около
Подставим значения в формулу Архимеда:
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.
Знаешь ответ?