Geschwindigkeit eines ausströmenden Gases berechnen

Linda_hel · Gast

Meine Frage:
Ich bereite mich gerade für eine Physik Prüfung vor und finde für diese Frage absolut keinen Ansatz um die Geschwindigkeit und das Volumen auszurechnen. Die Lösungen sind schon gegeben, ich weiß nur nicht wie man darauf kommt.

Ein Heliumballon hat ein Volumen von 800 m3. Berechnen Sie die Auftriebskraft, wenn die Dichte der Luft ?L = 1,2 kg/m3 und die des He ?He = 0,18 kg/m3 beträgt. Welche Masse kann der Ballon einschließlich seiner Hülle maximal tragen? Das He-Gas soll einen Druck von 96 kPa haben und der äußere Luftdruck 95 kPa sein. Mit welcher Geschwindigkeit kann das Gas höchstens aus einem Leck strömen? Wie viel Helium geht pro Sekunde höchstens verloren, wenn das Leck eine Fläche von 1 cm2 hat?

Die Lösungen der Aufgaben sind:
FA = 9,4 kN; m = 816 kg; v = 105,4 m/s; V = 10 l

Vielen Dank schonmal im Voraus für die Hilfe.

Meine Ideen:
Die Auftriebskraft und die Masse habe ich schon berechnet.

FA= ?*v*g
FA= 1,2 kg/m3 * 800 m3 * 9,81 m/s2
FA = 9,4 kN

FG=FA
m*g=?*V*g
m= (?L-?He)*V
m=816 kg