Question

在開發(fā)西部的同時(shí)，要保護(hù)好西部的環(huán)境，在某地為了檢測(cè)空氣質(zhì)量狀況，釋放了一容積為100m³的探空氫氣球，氣球內(nèi)壓強(qiáng)為2.5 atm，地面處環(huán)境溫度為27℃，將氣球釋放后，升到氣溫為-23℃，壓強(qiáng)為0.5atm的某高度時(shí)，恰能處于平衡狀態(tài)，那么氣球的球殼及攜帶物品的總質(zhì)量多大？（地面處標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空 氣密度為1.29kg/m³，大氣壓為1atm）

Answer 1

解：氣球內(nèi)氫氣的初始狀態(tài)為P₁=2.5atm，V₁=100m³，T₁=300K
設(shè)氫氣的摩爾質(zhì)量為μ，由克拉珀龍方程，得氫氣球內(nèi)氫氣的質(zhì)量

設(shè)氣球的球殼及攜帶物品升空后，所在高度處空氣的密度為ρ₂，則由理想氣體狀態(tài)方程：
所以
設(shè)氣球的球殼及攜帶物品總質(zhì)量為m_x，由平衡條件得m_xg+m_H2g=ρ₂Vg
所以m_x=ρ₂V-m_H2=0.774×100kg-20.1kg=57.3kg