一个气球充了热气,另一个气球充了冷气,放气后,哪个飞得远
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/12 18:15:44
应该是充冷气的气球飞得远。同等体积气球,冷气质量M较热气大;放气的过程是一个动量转换过程,由于气体从气球向外喷射时的速度V及喷射延续时间t相同(气球变形相同,内部压力相同),而M*V=F*t,因此,质量较大的气体能产生更大的反推力。也就是说,冷气球飞得更远。
气体做膨胀功,W=Fl=PSl=PV。其中l是力作用的方向上的距离,S是力的作用面积,P是气体压强,膨胀功的算法W=PV。
以理想气体来看,PV=nRT,如果两个气球的的体积一样,而很显然,在平衡的时候,气球内部压强是和大气压相等的,否则气球的体积会变化,如此一来,我们就分析出PV其实是一样的,也就是不管冷热,气球做的膨胀功是一样的。nT是一个定值,nT=PV/R。热气球的温度高,但是里边的气体的量却要少一些,气体的质量m=nM,M是气体摩尔质量,热气和冷气的摩尔质量一样,而热气的量要少一些,所以热气的质量要小一点。
n=PV/RT,m=nM=PVM/RT,由此可知,两个气球的质量比m(冷):m(热)=T(热):T(冷)。
假设阻力恒定,气球放气口的面积也遵循相同时刻拥有相同面积的话,则因为气体做功PV相等,阻力做功使得气球最终停止,阻力是全程做功,阻力的力程就是气球所飞行的距离,w=fs,w=W,所以它们飞出的距离s是相同的。
当然,实际情况下,空气阻力一般与速度成一个比例关系f=kv(或者f=kv²,这和具体情况有关。),热气球的质量小,加速度大,相同时刻的时候速度也比冷气球大,热气球所受的阻力要大一些,所以热气球飞行的距离要短。
以上分析都建立在气球不落地的时候,没有地面的摩擦力的时候成立,而且,这个距离也是标量,也就是气球实际走过的路程,而不是算位移,因为实际飞行的时候由于周围空气、气流等的影响,气球并不是直线飞行的。
不过,如果是在地面摩擦着跃出去,因为冷气球的质量大,f=μN=μmg,所以,冷气球要飞得近一点。
首先,这个冷和热到什么程度,要看情况,气球是可以伸缩的,还是固定容积的,也没有说。最后,飞得远和充什么气有关系么?刮一阵风来才是决定性的。
好吧,我们假设冷就是低于气温一点,也不太低,热就是高于气温一点