Вопрос школьника
Воздушные шары наполнены: один воздухом при температуре 100 °С, другой водородом, третий гелием так, что объём их одинаков. Подъёмная сила какого шара больше?
Ответ от учителя
Для ответа на этот вопрос необходимо знать, что подъемная сила воздушного шара зависит от разности плотности газа в шаре и плотности окружающей среды. Чем меньше плотность газа в шаре, тем больше подъемная сила.
Плотность газа зависит от его молекулярной массы и температуры. Чем меньше молекулярная масса газа, тем меньше его плотность. При этом, при повышении температуры плотность газа уменьшается.
Таким образом, воздушный шар, наполненный гелием, будет иметь наибольшую подъемную силу, так как гелий имеет наименьшую молекулярную массу из всех газов, которыми можно наполнить шар. Воздушный шар, наполненный водородом, будет иметь меньшую подъемную силу, чем шар с гелием, но большую, чем шар, наполненный воздухом при той же температуре. Это связано с тем, что молекулярная масса водорода больше, чем у гелия, но меньше, чем у воздуха.
Таким образом, подъемная сила шара, наполненного гелием, будет наибольшей, затем идет шар, наполненный водородом, а наименьшей будет подъемная сила шара, наполненного воздухом при той же температуре.
