Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường, không khí và thời tiết. Vỏ bóng được làm bằng chất liệu đàn hồi, phía dưới có gắn dù và thiết bị đo (hình bên). Bóng thường đ
22/28
Bóng thám không được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường, không khí và thời tiết. Vỏ bóng được làm bằng chất liệu đàn hồi, phía dưới có gắn dù và thiết bị đo (hình bên). Bóng thường được bơm khí hiếm nhẹ hơn không khí, nhờ đó có thể bay lên các tầng không khí khác nhau để thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió. Một quả bóng thám không khi bắt đầu thả có đường kính 3 m . Vỏ bóng, dù và thiết bị đo có khối lượng 4 kg . Bóng được bơm khí hydrogen, ở áp suất bằng áp suất khí quyển tại mặt đất p 0 = 1 , 0 1 3 . 1 0 5 P a và nhiệt độ 2 7 ° C . Bóng lên đến độ cao h thì dừng lại, khi đó đường kính của bóng đã tăng gấp 3 lần so với khi bắt đầu thả, tại đó nhiệt độ của khí quyển là − 5 5 ° C và lơ lửng trên đó khoảng 2 giờ trước khi vở. Biết khối lượng mol của không khí và của hydrogen lần lượt là 2 9 g / m o l và 2 g / m o l .
Để bóng bay lên được thì lực đẩy Archỉmedes của không khí tác dụng vào bóng phải lớn hơn tổng trọng lượng của quả bóng, dù, thiết bị đo do đó bóng cần được bơm khí hiếm nhẹ.
Khi càng lên cao thì áp suất khí quyển càng giảm nên chênh lệch áp suất giữa khí bên trong bóng với áp suất khí quyển bên ngoài ngày càng lớn, thể tích bóng sẽ tăng, vỏ bóng mỏng dần đến một độ cao nhất định thì bóng sẽ bị vỡ.
Khối lượng khí hydrogen được bơm vào bóng là 1 , 5 1 k g .
Áp suất của khí quyển tại độ cao h là 8 , 4 ⋅ 1 0 2 P a .
a) Đúng
b) Đúng
V 0 = 4 3 π R 0 3 = 4 3 π ⋅ ( 3 2 ) 3 = 4 , 5 π ( m 3 )
p 0 V 0 T 0 = n H 2 R ⇒ 1 , 0 1 3 ⋅ 1 0 5 ⋅ 4 , 5 π 2 7 + 2 7 3 = n H 2 ⋅ 8 , 3 1 ⇒ n H 2 ≈ 5 7 4 , 4 4 6 m o l
m H 2 = n H 2 ⋅ M H 2 = 5 7 4 , 5 ⋅ 2 = 1 1 4 9 g = 1 , 1 4 9 k g ⇒ c) Sai
V = 4 3 π ( 3 R 0 ) 3 = 4 3 π ⋅ ( 3 ⋅ 3 2 ) 3 = 1 2 1 , 5 π ( m 3 )
F A = P ⇒ m k q = m + m H 2 ⇒ m k q = 4 + 1 , 1 4 9 = 5 , 1 4 9 k g
p k q V T = m k q M k q R ⇒ p k q ⋅ 1 2 1 , 5 π − 5 5 + 2 7 3 = 5 , 1 4 9 2 9 ⋅ 1 0 − 3 ⋅ 8 , 3 1 ⇒ p k q ≈ 8 4 3 P a ⇒ d) Đúng