[請問] 一題浮力的問題

[ivan30137 (獨步)]

在水中  一個東西的浮力是

液面下體積 乘上 液體的密度


所以如果該物件的重量如果大於 該物件全部的體積乘以液體密度

那東西就會下沉

好的問題來了

現在環境從液體變氣體

基本上概念應該是一樣

也就是在空氣中
物件的體積乘以空氣的平均密度 就是浮力

但很奇怪

假設有一個氣球  體積固定為定值  A

如果氣球裡面裝的都是一般空氣
那麼氣球會下沉

如果裡面裝的是純氫氣
則會飄起來


問題1  在空氣中浮力到底是怎麼算得呢？
問題二 在空氣中  令氣球體積為A  氣球皮的重量為g

則 氫氣跟一般空氣要各別佔多少比例
才能讓空氣浮力==那一整個氣球的重力呢？


以上  謝謝

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 101.12.22.28
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/ask/M.1475833129.A.06E.html
→ Schottky: 1. 一樣，浮力等於體積乘上空氣密度
→ Schottky: 2. 這問題就複雜了，因為你這個問題中氣球體積不固定
→ Schottky: 我倒建議你在氫氣球/氦氣球上綁原子筆蓋來微調
謝謝一樓 我有提到  將體積跟氣球皮重量固定為定值喔!
※ 編輯: ivan30137 (101.12.22.28), 10/07/2016 17:48:17
→ Schottky: 這樣說好了，氣球皮有張力 (或說對內施壓的壓力)
→ Schottky: 被施壓的氣體，壓力就不是剛好一大氣壓了，體積會縮小
→ Schottky: 體積縮小浮力又不一樣了。
→ Schottky: 所以這題你要給更多條件，最後算出一個不實用的結果
→ Schottky: 還不如先充氣再微調
關於您說到的張力問題  我有一個想法是
因為空氣的體積不會因為種類改變就增加或減少

只會隨著莫耳數而變動
所以即使知道有張力係數來干擾本題
只要知道  當氣球體積為A時  裡面總共有幾莫耳的氣體
應該還是能避免掉張力係數這個麻煩吧


舉個例子來說
如果氣球體積為A時

裡面總共有100莫耳的一般空氣


那之後在調整在氣球裡空氣跟氫氣的比例時是不是就能忽視掉張力的問題了呢!?
※ 編輯: ivan30137 (101.12.22.28), 10/07/2016 18:10:43
→ Schottky: PV=nRT 體積不只與莫耳數有關，與壓力、溫度也有關係
→ Schottky: 啊我懂你的意思了，你是說固定莫耳數把空氣分子抽換成氫
→ Schottky: 所以這題就變成雞兔問題了，雞加兔子總共有幾莫耳分子，
→ Schottky: 總重調整到多少，此時氣球剛好維持靜力平衡
→ Schottky: 如此應該是可行
推 Woqeker: 浮力算法一樣 會有疑問是因為你忘記氫氣密度小 固定體積
→ Woqeker: 下總重較輕
→ Woqeker: 問題2 A*空氣密度=g+氫氣重+空氣重
推 iPadProPlus: 大錯特錯
→ iPadProPlus: 氫氣球是浮在空氣上，還是飄在空氣中？
推 iPadProPlus: 而且我怎麼記得阿基米德原理一定要是液體？
推 iPadProPlus: 原來三相都可以，抱歉
→ iPadProPlus: 那就要算PV=nrt了，不同高度，不同體積
→ Schottky: 要實行這個計算方法，你要先測定氣球灌純氫氣時的:
→ iPadProPlus: 密度不同，被壓縮程度也不同
→ Schottky: 體積 A，此時灌入氫氣的莫耳數 n，此時氣球的總重
→ Schottky: 由於氣球多半是會浮起來，所以總重是負值，你可以綁砝碼
→ Schottky: 然後就能來計算抽換成別種氣體的比例了
推 Woqeker: 樓上你想太複雜了 他有限定體積跟莫耳數了所以不用考慮那
→ Woqeker: 些 我猜他只是想知道為什麼在空氣中同體積會有不同浮力
→ Woqeker: 而事實上這種認識只是一場誤會
→ Woqeker: 我是回i大@@
推 GFGF: 對氣球來說它是"沉"在空氣裡 當浮力>重力的狀態下 淨力方向
→ GFGF: 向上 對不動的觀察者而言它會被一直往上推(飛走)