Як знайти вага повітря


 

У повсякденному житті значення слів «маса» і «вага» збігаються — наприклад, говориться, що предмет важить 10 кілограмів. Проте в науці ці поняття різні. Маса тіла — це фізична величина, що характеризує властивості тіла, прямо пропорційна обсягом і щільності. Одиниця виміру — кілограм. Її величина незмінна і на Землі, і в невагомості. Вага тіла прямо пропорційний масі тіла і прискорення. Повітря, як і будь-яке інше речовина, має вагу.



Вам знадобиться

— обсяг повітря;
- Щільність повітря;
- Барометр-анероїд;
- Термометр;
- Манометр.

Інструкція

  1. Існує поняття Міжнародної стандартної атмосфери. За нульову точку відліку прийнятий повітря, що має барометричний тиск 760 мм рт. ст., температуру +15 гр. С, щільність 1,225 кг/м3.
    Маса тіла обчислюється за формулою: m = Vρ,
    де V — об’єм речовини, м3;
    ρ — щільність речовини, кг/м3.
    Щільність повітря прийміть 1,225 кг/м3. Знаючи обсяг повітря, знайдіть його масу.
      
  2. Вага тіла описується формулою: G = mc,
    де G — вага тіла, вимірюється в Ньютона;
    m — маса тіла, кг;
    с — прискорення, м/с2.
    Якщо в умові повітря не рухається і знаходиться в земних умовах, прискорення дорівнює прискоренню вільного падіння: G = mg. Підставте у формулу значення маси повітря і знайдіть його вагу.
      

  3. Як знайти вага повітря

                  Якщо температура і щільність повітря відрізняється від прийнятих за стандарт, масу заданого обсягу сухого повітря розрахуйте з рівняння стану ідеального газу Менделєєва-Клайперона, де
    M — молярна маса газу (для повітря дорівнює 29 * 10-3 кг / моль);
    R — універсальна газова стала. R = 8.314472 м2кг с-2 К-1 Моль-1;
    T — температура газу, К;
    p — абсолютний тиск, Па.
      
  4. Для розрахунку потрібно знати тиск і температуру повітря. Тиск виміряйте за допомогою барометра-анероїда, температуру — термометром. Переведіть температуру з градусів Цельсія в Кельвіна, додавши до значення температури 273. Тиск переведіть з мм рт. ст. в Паскалі, 1 мм рт.ст. = 133,3 Па. Якщо повітря укладений в посудину і знаходиться під тиском, надлишковий тиск виміряйте манометром. Складіть величини надлишкового та атмосферного тиску, і ви отримаєте значення абсолютного тиску: p = pатм + pізб.
  5. Підставивши знайдені величини в рівняння Менделєєва-Клайперона, вирішите його і знайдіть масу повітря для заданого об’єму повітря.
    Знаючи масу, розрахуйте вага повітря за формулою з кроку 2.

Зверніть увагу

Формула Менделєєва-Клайперона дійсна тільки для сухого повітря.