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Auftrieb auf einen Heißluftballon, der erwärmt wird?
 
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nixblick0815



Anmeldungsdatum: 10.09.2010
Beiträge: 7

Beitrag nixblick0815 Verfasst am: 14. Sep 2010 18:52    Titel: Auftrieb auf einen Heißluftballon, der erwärmt wird? Antworten mit Zitat

Ich soll den Auftrieb auf einen mit 4 000 Kubikmetern Luft gefüllten Heißluftballon berechnen, dessen Füllung von 20 auf 90 Grad Celsius erwärmt wird. Als Lösung sollten etwa 9 000 Newton heraus kommen. Aber warum?!?!?

Die Auftriebskraft berechne ich mit Rho* g * V. Da V1/ T1= V2/ T2, ergibt sich T2 zu 4955,6 Litern Volumen nach dem Erwärmen.
Zunächst beträgt die Auftriebskraft 52 000 N, nach dem Erwärmen 64415 N. Das heißt, es entweichen 12 415 Liter. Dementsprechend müsste doch die Differenz der Auftriebskräfte vor und nach dem Erwärmen auch 12 415 N sein, oder?
ztuztuz
Gast





Beitrag ztuztuz Verfasst am: 15. Sep 2010 10:08    Titel: Antworten mit Zitat

Na ja, die Logik scheint mir ein bischen komisch zu sein, aber die antwort stimmt. Eigengewicht des ballons? Ist O2 in Ballon mit CO2 ersetzt? Keine Ahnung... grübelnd
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 15. Sep 2010 10:14    Titel: Antworten mit Zitat

nixblick0815 hat Folgendes geschrieben:
ergibt sich T2 zu 4955,6 Litern Volumen nach dem Erwärmen.


Du meinst, Temperatur sei dasselbe wie Volumen? Ts, ts, ts ...
Und ztuztuz fällt auch noch drauf rein!

Definition: Auftriebskraft ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten Masse.



Masse ist Dichte mal Volumen. Das Volumen ist vor und nach der Erwärmung dasselbe. Demzufolge ist die verdrängte Masse



Für Luft als ideales Gas gilt



und deshalb



Eingesetzt in die Gleichung für die verdrängte Masse



Das wiederum eingesetzt in die Auftriebsgleichung



ist dabei die Luftdichte bei 20°C. Die Temperaturen sind als absolute Temperaturen einzusetzen, also T1 = 293,15K und T2 = 365,15K.
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