Fysik

Luftskib

14. december 2003 af SP anonym (Slettet)

Jeg har en gammel eksamens opgave for, som ikke lige ka hittes ud!
Opgaven lyder:
Et luftskib med rumfanget 1330 m3 er fyldt med helium. Trykket både indenfor og udenfor er 101,3 kPa, og temperaturen er 19 grader C. Heliums molar masse er 4,0 g/mol, mens den for luft er 29,0 g/mol.

a) Hvad er massen for helium?
- Den har jeg så regnet ud, hvilket jeg har fået til 222kg.

Så er der opg b!
b) Hvor stor er opdriften på luftskibet?
Den er jeg så lidt mere forvirret omkring. Jeg mener at man ska bruge formlen F(op)=V*ro(helium)*g
altså f(op)=1330m3*????*9,8N/kg ... hvordan finder jeg ro for helium??

Brugbart svar (0)

Svar #1
14. december 2003 af Mads (Slettet)

Hej!
Rho-helium kan du finde ved hjælp af en meget simpel formel, da massefylde jo er vægt pr. volumen.
dvs.
rho= m-helium/v-helium
Og da du jo har begge disse størrelser så bare at sætte ind.
Jeg får det til at give 0,167 kg/m^3, hvilket da vist passer meget fint, men du bør nok lige tjekke det alligevel.

Håber det hjælper.
Mads

Svar #2
14. december 2003 af SP anonym (Slettet)

Mange tak! Det var vidst det...
Så lige næste spørgsmål, der er jeg ski endnu mere lost...

"Grafen viser, hvordan densiteten af den atmosfæriske luft afhænger af højden over overfladen. Luftskibet stiger nu til en vis højde, hvor det holder sig svævende. Luftskibets masse uden helium er 1320 kg."
c) Find svævehøjden.
- Den samlede masse med helium giver jo så 1542kg (222kg+1320kg!)... men hvordan finder jeg svævehøjden??

Brugbart svar (0)

Svar #3
14. december 2003 af Mads (Slettet)

Jeg kan ikke lige umiddelbart se nogen hurtig løsning, men tror du ikke det er noget med at opdriftskraften skal være lig tyngdekraften, da der jo ikke er nogen acceleration.
Så skal du bruge opdriftsformlen, og så sætte den lig tyngekraften, og så omformulere størrelserne til du har et udtryk for h.

Ked af at jeg ikke kan være til mere hjælp lige nu, men jeg håber det hjælper alligevel.
Mads

Brugbart svar (0)

Svar #4
15. december 2003 af iB (Slettet)

Hvad med sammenligne luftskibets dentitet med luften? Når luft og skip vejer det samme, må det vel være den højde skuibet er i!?

Brugbart svar (1)

Svar #5
15. december 2003 af Mads (Slettet)

Hvis du tager denne formel
Ft=m*g
så har du tyngdekraftens arbejde på skibet.
Vi ved fra mekanikken at hvis der ikke skal være nogen acceleration, så skal den resulterende kraft Fres=0.
Altså skal der være en ligeså stor kraft der trækker(skubber) i den anden retning.
Du skal altså isolere rho(luft) i opdriftsformlen
F(op)=V(skib)*rho(luft)*g, sætte Fop=Ft,
og så kigge på din graf og finde den tilhørende højde, og vupti, der har vi svaret.
Hvilket sjovt nok bringer os til et andet problem. Det er først nu gået op for mig at du har brugt rho-helium i opdriftsformlen. Det er forkert, det er luftens densitet du skal bruge, da det jo er luften der bliver fortrængt jvf. Arkimedes.
Jeg er ked af at jeg ikke så det noget før.

Mads

Brugbart svar (0)

Svar #6
07. januar 2010 af 061190 (Slettet)

må jeg spørge om hvordan du har regnet massen af helium ud ?

Brugbart svar (0)

Svar #7
13. maj 2010 af Girlie10 (Slettet)

Du beregner stofmængden n af helium, ud fra idealgasligning n= p*V / R*T.

Derefter beregner du massen m ud fra formlen m= n*M.

Du sætter bare tallene ind.

Skriv et svar til: Luftskib

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.