题目内容
(9分)如图所示,有一热气球,球的下端有一小口,使球内外的空气可以流通,以保持球内外压强相等,球内有温度调节器,以便调节球内空气的温度,使气球可以上升或下降,设气球的总体积V0=500m3(球壳体积忽略不计),除球内空气外,气球质量M=180kg。已知地球表面大气温度T0=280K,密度ρ0=1.20kg/m3,如果把大气视为理想气体,它的组成和温度几乎不随高度变化。
Ⅰ.为使气球从地面飘起,球内气温最低必须加热到多少?
Ⅱ.当球内温度为480K时,气球上升的加速度多大?
Ⅰ. Ⅱ
解析试题分析:Ⅰ. 设气球刚好从地面飘起时气球内的气体温度为,密度为
,则气球升起时,浮力等于气球和内部气体的总重力即
由于气球内的气体温度升高时,压强并没有变化,那么原来的气体温度升高后体积设为,根据质量相等,则有
原来的气体温度升高后,压强不变,体积从变为
,根据理想气体状态方程则有
整理可得
Ⅱ。当球内温度为480K时,气球升高前体积,温度
密度
的气体变为体积
温度等于
密度
的气体,则有
,
计算得
对气球受到自身重力,空气浮力,根据牛顿第二定律有
解得
考点:理想气体状态方程
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练习册系列答案
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如图所示,绝热气缸封住一定质量的理想气体,竖直倒放于水平地面,活塞质量不可忽略,不计摩擦.现把气缸稍微倾斜一点重新达到平衡,则( )
A.气体的密度变小 | B.气体的密度不变 |
C.气体的压强增大 | D.气体的压强减小 |
对于以下光学现象或运用,说法错误的:( )
A.自行车尾灯的内部构造实质是一列竖直排布的紧密的全反射三棱镜 |
B.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景 |
C.夏天雨后的天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象 |
D.光导纤维的内芯一般由折射率较大的玻璃纤维制成 |