Главная / ЕГЭ Физика / Задание №24 / ID 108097
ID 108097 ЕГЭ Физика Линия №24 СдамГИА ID: 2982 Кинематика
✈️ TG ВК Следующая ⏭️
Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен гелием. Какова масса гелия в шаре, если на высоте, где температура воздуха 17 °C, а давление $10 в степени 5 Па$ шар может удерживать в воздухе груз массой 225 кг? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара.
💡 Пошаговый разбор и решение:
На шар действуют: сила Архимеда $F_A=\rho_вgV$ сила тяжести, действующая на гелий, $m_гg$ и сила тяжести, действующая на оболочку и груз, $( m + M ) g$ По второму закону Ньютона:

$\vecF_A + m_г \vecg + ( m + M ) \vecg=0$

В проекциях на вертикаль: $F_A=m_г}g + ( m + M ) g$
где M и m  — массы оболочки шара и груза, $m_г$   — масса гелия, a $m_в g$   — сила Архимеда, действующая на шар. Из условия = весия следует: $M + m=m_в - m_г$ Давление p гелия и его температура T равны давлению и температуре окружающего воздуха. Следовательно, согласно уравнению Клапейрона  — Менделеева, $pV= $\frac{m_г}{\mu_г}$ RT= $\frac{m_в}{\mu_в}$ RT$ где $\mu_г$   — молярная масса гелия, $\mu_в$   — молярная масса воздуха, V  — объем шара. Отсюда:

$m_в=m_г \frac{\mu_в}{\mu_г}$
$m_в - m_г=m_г ( $\frac{\mu_в}{\mu_г}$ - 1 ) =m_г ( $\frac{29}{4}$ - 1 ) =6,25m_г$
$M + m=6,25m_г$

Следовательно, $m_г= $\frac{m + M}{6,25}$ = $\frac{400 + 225}{6,25}$ =100кг$

Ответ: $m_г=100кг$
Правильный ответ: $m_г=100кг$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102945 • Задание №3
[рис.] На неподвижный бильярдный шар налетел другой такой же шар. Налетевший шар имел до удара импульс p  =  0...
Смотреть разбор ↗
ID 104057 • Задание №7
В результате нагревания идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилас...
Смотреть разбор ↗
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания | Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I)  записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II)  описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III)  проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV)  представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3

Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.
Записи, соответствующие одному или обоим пунктам  — II и III,  — представлены не в полном объеме или отсутствуют.

ИЛИ

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

ИЛИ

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/⁠вычисления не доведены до конца.

ИЛИ

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-⁠либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0

Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №24 по предмету Физика:
ID 108096 Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу ... ID 108098 Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной част... ID 108099 [рис.] Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M  =  145 кг и объем V  =  230 м3, наполняе... ID 108100 [рис.] В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под поршнем массой m  =  10 кг ... ID 108101 В гладком вертикальном цилиндре под подвижным поршнем массой M  =  25 кг и площадью S  =  500 с...
← Предыдущее задание 📚 Все задания по предмету Следующее задание →