W tym zadaniu oblicz ciśnienie atmosferyczne na wysokości 36,5 km, jeśli w momencie startu w balonie panowało ciśnienie pp = 915 hPa i temperatura Tp = 17oC, a na wysokości 36,5 km temperatura wynosi Tk = -38oC. Załóż, że objętość balonu wzrosła 166 razy, a ciśnienie helu w balonie jest równe ciśnieniu atmosferycznemu.
Wiemy, że na wysokości 36,5 km wewnątrz balonu panuje takie samo ciśnienie jak w atmosferze, dlatego obliczenie ciśnienia w balonie pozwoli nam też wyznaczyć ciśnienie atmosferyczne.
W czasie lotu w balonie zachodzi przemiana gazowa, dlatego możemy skorzystać z równania stanu gazu w chwili jego startu (pp, Vp, Tp) i w chwili, w której balon znajduje się na wysokości 36,5 km (pk, Vk, Tk). Zapisujemy:
Z tego równania wyznaczamy ciśnienie wewnątrz balonu na wysokości 36,5 km, równe szukanemu ciśnieniu atmosferycznemu:
Z treści zadania wiemy, że
Odpowiedź: Ciśnienie atmosferyczne na wysokości 36,5 km wynosi ok. 4,47 hPa.
Korzystając z równania Clapeyrona zapisujemy zależność między ciśnieniem, objętością i temperaturą gazu w balonie w czasie startu i na wysokości 36,5 km, z którego wyznaczamy końcowe ciśnienie gazu, równe ciśnieniu atmosferycznemu.
Przykład Przykład 1.
75Przykład Przykład 2.
76Przykład Przykład 3.
79Przykład Przykład 4.
81Przykład Przykład 5.
83Przykład Przykład 6.
84Zadanie 8.1.3.
86Zadanie 8.1.4.
87Zadanie 8.1.5.
87Zadanie 8.1.6.
87Zadanie 8.1.8.
88Zadanie 8.1.9.
89Zadanie 8.1.10.
89Zadanie 8.1.15.
90Zadanie 8.1.21.
91Zadanie 8.1.24.
91Zadanie 8.1.25.
92Zadanie 8.1.28.
92Zadanie 8.1.30.
93Zadanie 8.1.33.
93Przykład Przykład 1.
94Przykład Przykład 2.
95Przykład Przykład 3.
97Zadanie 8.2.5.
99Zadanie 8.2.8.
100Zadanie 8.2.11.
100Zadanie 8.2.13.
100Zadanie 8.2.14.
101Zadanie 8.2.15.
101Przykład Przykład 3.
103Przykład Przykład 4.
106Zadanie 8.3.7.
108Zadanie 8.3.9.
109Zadanie 8.3.10.
109Zadanie 8.3.11.
109Przykład Przykład
110Zadanie 8.4.2.
112Przykład Przykład. Balon
116Zadanie Zadanie 1. Cykl przemian
118Zadanie Zadanie 2. Silnik spalinowy
118Zadanie Zadanie 3. Cząsteczki gazu
119