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[quote="Myon"]Ja, Gewichtskraft gleich Auftriebskraft setzen: [latex]mg+\rho_\mathrm{He}gV=\rho_\mathrm{Lu}gV[/latex] Die Dichten ergeben sich aus der Zustandsgleichung [latex]\rho_\text{He}=\frac{(p_0+\Delta p)M_\mathrm{He}}{RT_0}[/latex] [latex]\rho_\text{Lu}=\frac{p_0M_\mathrm{Lu}}{RT_0}[/latex] Delta p wäre dabei eine Druckdifferenz zwischen dem Heliumdruck im Ballon und dem Luftdruck ausserhalb, vgl. Aufgabentext. Ich erhalte damit aber nicht genau das angegebene Volumen.[/quote]
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Nachricht
Myon
Verfasst am: 29. Nov 2022 08:30
Titel:
Ja, Gewichtskraft gleich Auftriebskraft setzen:
Die Dichten ergeben sich aus der Zustandsgleichung
Delta p wäre dabei eine Druckdifferenz zwischen dem Heliumdruck im Ballon und dem Luftdruck ausserhalb, vgl. Aufgabentext. Ich erhalte damit aber nicht genau das angegebene Volumen.
Miiroo
Verfasst am: 28. Nov 2022 18:10
Titel: Volumen mittels Auftrieb berechnen?
Meine Frage:
Hi, ich komme nicht weiter bei folgender Aufgabe:
Auf einer Forschungsstation soll die Atmosphäre bis in 20 km Höhe untersucht werden. Der Wetterballon wiegt mit Geräten (ohne He) 350 kg. Er ist ausgelegt für eine Druckdifferenz von ?p = 0,1 bar zwischen Helium (4g/mol) und Luft (28,6/mol). Am Boden ist der Luftdruck p_0 = 1,0 bar, die Temperatur T_0 = 300 K, sie sinkt auf T_20 = 217 K in 20 km Höhe.
1. Welches Volumen hat der Ballon, wenn er seinen Aufstieg am Boden beginnt? (Lsg.: 332 m^3)
2. Der Ballon kann sich auf das 10-fache des Startvolumens ausdehnen. Kann damit die gewünschte Höhe erreicht werden? Verwende als Näherung für p(h) die barometrische Höhenformel. (Sind die Voraussetzungen dafür erfüllt?) (Lsg.: V(20) = 9,8 V(0))
3. Welches Gas sorgt bei gleichem Volumen und gleicher Temperatur für den größten Auftrieb
Vielen Dank für die Mühe!
Meine Ideen:
Mein Ansatz für 1. wäre die Auftriebskraft mit der Gewichtskraft gleichzusetzen
aber ich weiß nicht woher ich die Massen dafür bekommen soll? bzw wie ich da allgemein weitermachen/anfangen soll
und bei 3. müsste es Wasserstoff sein, wenn ich mich nicht täusche.
Mir geht es bei der Frage hier aber in erster Linie um den 1. Punkt.