Lösning 1.6:6
FörberedandeFysik
(Ny sida: Ideala gaslagen används. <math>p\cdot V=nRT</math> där <math>p</math> är trycket i <math>Pa</math> <math>V</math> är volymen i <math>m^3</math> <math>n</math> är antal <math>kmol</...) |
|||
Rad 3: | Rad 3: | ||
<math>p\cdot V=nRT</math> | <math>p\cdot V=nRT</math> | ||
- | där | + | där<br\> |
- | <math>p</math> är trycket i <math>Pa</math> | + | <math>p</math> är trycket i <math>Pa</math><br\> |
- | <math>V</math> är volymen i <math>m^3</math> | + | <math>V</math> är volymen i <math>m^3</math><br\> |
- | <math>n</math> är antal <math>kmol</math> | + | <math>n</math> är antal <math>kmol</math><br\> |
- | <math>R</math> är allmänna gaskonstanten <math>8314 J/( | + | <math>R</math> är allmänna gaskonstanten <math>8314 J/(kmol\cdot K)</math><br\> |
- | T | + | <math>T</math> är absoluta temperaturen i <math>K</math> |
och | och | ||
- | n=m | + | <math>n=m/M</math> |
det vill säga | det vill säga | ||
- | + | <math>p\cdot V=(m/M)RT</math> | |
vilket kan skrivas som | vilket kan skrivas som | ||
- | m= | + | <math>m=\frac{p\cdot V\cdot M}{R\cdot T}</math> |
- | m= | + | <math>m=\frac{100\cdot 10^3(Pa)\cdot 10\cdot 10^{-3}(m^3)\cdot 4(kg/mol)}{8314(J/K\cdot mol)\cdot 293K}=0,00164kg</math> |
- | m | + | <math>m</math> är heliumets massa<br\> |
- | M | + | <math>M</math> är heliums molekylvikt<br\> |
- | M | + | <math>M</math> för helium är <math>4kg/kmol</math><br\> |
- | T | + | <math>T</math> för <math>20^\circ C</math> är <math>293K</math><br\> |
- | p | + | <math>p</math> är <math>100\cdot 10^3 Pa</math><br\> |
- | V | + | <math>V</math> är <math>10\cdot 10^{-3}m^3</math> (<math>10</math> liter) |
- | r= | + | <math>r=m_{luft}/V</math><br\> |
- | + | <math>m_{luft}=r\cdot V</math><br\> | |
- | + | <math>m_{luft}=1,19·10·10-3=0,0119kg</math><br\> | |
- | + | <math>r_{luft}=1,1910^{-4} V</math> är <math>10\cdot 10^{-3}m^3</math> (<math>10</math> liter) | |
- | Ballongen väger 2 | + | Ballongen väger <math>2,4 g</math> vilket tillsammans med helium blir blir <math>4,04 g</math>. Tyngden för ballongen är <math>m\cdot g=0,040 N</math>. |
- | Den undanträngda luftmassan är 11 | + | Den undanträngda luftmassan är <math>11,9 g</math> ger lyftkraften <math>m_{luft}\cdot g=0,117N</math> |
Lyftkraften minus ballongens tyngd ger den resulterande kraften. | Lyftkraften minus ballongens tyngd ger den resulterande kraften. | ||
- | F= | + | <math>F=m_{luft}\cdot g-m\cdot g = 0,117-0,040=0,077N</math> |
Versionen från 10 december 2009 kl. 10.16
Ideala gaslagen används.
\displaystyle p\cdot V=nRT
där
\displaystyle p är trycket i \displaystyle Pa
\displaystyle V är volymen i \displaystyle m^3
\displaystyle n är antal \displaystyle kmol
\displaystyle R är allmänna gaskonstanten \displaystyle 8314 J/(kmol\cdot K)
\displaystyle T är absoluta temperaturen i \displaystyle K
och
\displaystyle n=m/M
det vill säga
\displaystyle p\cdot V=(m/M)RT
vilket kan skrivas som
\displaystyle m=\frac{p\cdot V\cdot M}{R\cdot T}
\displaystyle m=\frac{100\cdot 10^3(Pa)\cdot 10\cdot 10^{-3}(m^3)\cdot 4(kg/mol)}{8314(J/K\cdot mol)\cdot 293K}=0,00164kg
\displaystyle m är heliumets massa
\displaystyle M är heliums molekylvikt
\displaystyle M för helium är \displaystyle 4kg/kmol
\displaystyle T för \displaystyle 20^\circ C är \displaystyle 293K
\displaystyle p är \displaystyle 100\cdot 10^3 Pa
\displaystyle V är \displaystyle 10\cdot 10^{-3}m^3 (\displaystyle 10 liter)
\displaystyle r=m_{luft}/V
\displaystyle m_{luft}=r\cdot V
\displaystyle m_{luft}=1,19·10·10-3=0,0119kg
\displaystyle r_{luft}=1,1910^{-4} V är \displaystyle 10\cdot 10^{-3}m^3 (\displaystyle 10 liter)
Ballongen väger \displaystyle 2,4 g vilket tillsammans med helium blir blir \displaystyle 4,04 g. Tyngden för ballongen är \displaystyle m\cdot g=0,040 N. Den undanträngda luftmassan är \displaystyle 11,9 g ger lyftkraften \displaystyle m_{luft}\cdot g=0,117N
Lyftkraften minus ballongens tyngd ger den resulterande kraften.
\displaystyle F=m_{luft}\cdot g-m\cdot g = 0,117-0,040=0,077N