Fysik

Hjælp til fysik helium i ballon

05. maj 2022 af hflwkqf - Niveau: B-niveau

Mængden af helium i ballonen har massen 5,5 g.

e) Beregn densiteten af helium i ballonen i kg/m3 . Trykket i lokalet på billedet er 1,03 bar, og temperaturen er 21 °C.

a) Bestem størrelsen af opdriften på ballonen. Trykket i ballonen på billedet er 1,12 bar.

b) Beregn den resulterende kraft på ballonen og vurdér, hvor meget den kan løf

Brugbart svar (0)

Svar #1
05. maj 2022 af mathon

$\begin{array}{lllllll} \textbf{e)}\\&& \varrho =\frac{m}{V}=\frac{m}{\frac{n\cdot R\cdot T}{p}}=\frac{m\cdot p}{\frac{m}{M}\cdot R\cdot T}=\frac{\left (0.0055\;\mathrm{kg} \right )\cdot 1.03\cdot 10^5\;\mathrm{\frac{N}{m^2}}}{\frac{5.5\;\mathrm{g}}{\left (4.0026\;\mathrm{\frac{g}{mol}}\right )}\cdot 8.31446\;\mathrm{\frac{Nm}{mol\cdot K}}\cdot \left ( 273.15\;\mathrm{K} \right ) }=0.181682\;\mathrm{\frac{kg}{m^3}} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #2
05. maj 2022 af mathon

korrektion:

$\small \begin{array}{lllllll} \textbf{e)}\\&& \varrho_{He} =\frac{m}{V}=\frac{m}{\frac{n\cdot R\cdot T}{p}}=\frac{m\cdot p}{\frac{m}{M}\cdot R\cdot T}=\frac{\left (0.0055\;\mathrm{kg} \right )\cdot 1.12\cdot 10^5\;\mathrm{\frac{N}{m^2}}}{\frac{5.5\;\mathrm{g}}{\left (4.0026\;\mathrm{\frac{g}{mol}}\right )}\cdot 8.31446\;\mathrm{\frac{Nm}{mol\cdot K}}\cdot \left ( 273.15\;\mathrm{K} \right ) }=0.197558\;\mathrm{\frac{kg}{m^3}} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #3
05. maj 2022 af mathon

$\small \begin{array}{llllllll} \textbf{a)}\\&&V_{ballon}=\frac{m}{\rho}=\frac{0.0055\;\mathrm{kg}}{0.181682\;\mathrm{\frac{kg}{m^3}}}=0.030273\;\mathrm{m^3}\\\\\\&\textup{opdrift:}&F_{op}= \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #4
05. maj 2022 af mathon

$\small \small \small \small \begin{array}{llllllll} \textbf{a)}\\&&V_{ballon}=\frac{m}{\rho}=\frac{0.0055\;\mathrm{kg}}{0.181682\;\mathrm{\frac{kg}{m^3}}}=0.030273\;\mathrm{m^3}\\\\\\&\textup{opdrift:}&F_{op}= V_{\textup{fortr\ae ngt luft}}\cdot \varrho _{luft}\cdot g=\\\\&& \left ( 0.030273\;\mathrm{m^3} \right )\cdot\frac{\left (1.03\cdot 10^5\;\mathrm{\frac{N}{m^2}} \right )\cdot \left ( 0.0288\;\mathrm{\frac{kg}{mol}} \right ) }{\left (8.31446 \;\mathrm{\frac{Nm}{mol\cdot K}}\cdot \left ( (273.15+21)\;\mathrm{K} \right ) \right )}\cdot \left ( 9.82\;\mathrm{\frac{N}{kg}} \right )=0.360573\;\mathrm{N} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #5
05. maj 2022 af mathon

$\small \begin{array}{llllllll} \textbf{b)}\\& \textup{Tyngdekraft p\aa }\; He\textup{:}&& \end{array}$

$\small \begin{array}{llllllll}\textbf{b)} \\&&\\&& \left ( 0.030273\;\mathrm{m^3} \right )\cdot\frac{\left (1.12\cdot 10^5\;\mathrm{\frac{N}{m^2}} \right )\cdot \left ( 0.0288\;\mathrm{\frac{kg}{mol}} \right ) }{\left (8.31446 \;\mathrm{\frac{Nm}{mol\cdot K}}\cdot \left ( (273.15+21)\;\mathrm{K} \right ) \right )}\cdot \left ( 9.82\;\mathrm{\frac{N}{kg}} \right )=0.39208\;\mathrm{N} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #6
05. maj 2022 af mathon

korrektion:

$\small \begin{array}{llllllll} \textbf{b)}\\& \textup{Tyngdekraft p\aa }\; He\textup{:}\\&& \left ( 0.030273\;\mathrm{m^3} \right )\cdot\left ( 0.197558\;\mathrm{\frac{kg}{m^3}} \right )\cdot \left ( 9.82\;\mathrm{\frac{N}{kg}} \right )=0.05873\;\mathrm{N} \\\\&\textup{Resulterende kraft:}\\&& F_{res}=\left (0.360573 -0.05873\right )\;\mathrm{N})=0.301843\;\mathrm{N}\\\\&\textup{B\ae reevne:}\\&&m=\frac{F_{res}}{g}=\frac{0.301843\;\mathrm{N}}{9.82\;\mathrm{\frac{N}{kg}}}=0.030738\;\mathrm{kg}=30.738\;\mathrm{g} \end{array}$

Skriv et svar til: Hjælp til fysik helium i ballon

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.