10 svar
270 visningar
WannabeFysiker 70
Postad: 13 maj 2021 13:42

Fråga 15, prov år 2019: Ballong fylld med helium ska lyfta 1 ton

Hej! Behöver hjälp med fråga 15 från fysikprovet 2019. Kommer väldigt lite ihåg hur man beräknar när det kommer till lyftkraft. Hur ska jag gå tillväga i uppgiften? Vart ska jag börja?

 

"15. Hur stor volym behöver en ballong fylld med helium ha för att kunna lyfta 1 ton? (Helium har atommassa 4 u, luft kan betraktas som en gas med molekylmassa c:a 29 u.)"

 

Tack :)

Pieter Kuiper 2201
Postad: 13 maj 2021 13:47

Du kan börja med att fundera på en vanlig leksaksheliumballong. Varför går den upp?

WannabeFysiker 70
Postad: 13 maj 2021 13:52

För att helium är lättare (har lägre densitet) än luft? 

Pieter Kuiper 2201
Postad: 13 maj 2021 13:53

Ja. Och uppgiften ger information om detta.

WannabeFysiker 70
Postad: 13 maj 2021 13:55

Ja det förstår jag men vart ska jag börja räkna? 

RandomUsername 432
Postad: 13 maj 2021 13:57

Formeln för lyftkraft ges i detta fall av 

pvg   där

p = densitet av undanträngd vätska (det utanför ballongen - det innanför)

v = obekant

g = 9.82 

 

Sedan vill du att lyftkraften ska vara detsamma som tyngden av 1 ton dvs 1000g

 

pvg = 1000g

pv = 1000

Kan du lösa ut resten nu?

WannabeFysiker 70
Postad: 13 maj 2021 14:13

Tack! Hur räknar jag ut vad p är för såväl helium/luft?

RandomUsername 432
Postad: 13 maj 2021 14:14

Lufts densitet vet du är 1-1.2. Jag tror det står vid alla konstanterna längst ner på provsidan. Helium vet jag bara är 0.1778kg/m^3 från tidigare.

Pieter Kuiper 2201
Postad: 13 maj 2021 14:19 Redigerad: 13 maj 2021 14:22
WannabeFysiker skrev:

Tack! Hur räknar jag ut vad ρ\rho är för såväl helium/luft?

Lättare att räkna ut hur många mol behövs för att lyfta 1000 kg.

Sedan drar du till minnes eller slår upp molvolym för en ideal gas.

oberoende 101
Postad: 14 maj 2021 21:47
WannabeFysiker skrev:

Tack! Hur räknar jag ut vad p är för såväl helium/luft?

Densitet för gaser är proportionellt med dess molmassa, och i förlängning atom/molekylmassa.


Smaragdalena 65829 – Lärare
Postad: 14 maj 2021 21:54

Volymen för 1 mol gas är ungefär 25 liter. Medelmolmassan för luft är 29 g/mol (lite tyngre än en kvävemolekyl) och molmassan för helium är 4 g/mol. En ballong som har volymen 1 kubikmeter rymmer alltså 40 mol gas. "40 mol luft" skulle ha massan 1 160 g, och 40 mol helium väger bara 160 g. En heliumballong med volymen 1 kubikmeter orkar alltså lyfta 1 kg - det känns ganska lite.

Svara Avbryt
Close