Kezdőlap


Feladat:	2804. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Csávás Csaba , Csekő Lehel
Füzet:	1994/december, 518. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Felhajtóerő, Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1994/április: 2804. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Mivel a buborék lebeg, a rá ható erők eredője nulla kell legyen. Ezek az erők: a gáz súlya, a buborék falának súlya, illetve a kiszorított levegő súlyával egyenlő nagyságú felhajtóerő:

\begin{matrix} m_{gáz} \cdot g + m_{fal} \cdot g - m_{levegő} \cdot g = 0. \end{matrix}

A fal térfogata elhanyagolhatóan kicsi a buborék

V

térfogata mellett, így

\begin{matrix} m_{fal} & = (ϱ_{levegő} - ϱ_{gáz}) V, \\ m_{gáz} & = ϱ_{gáz} \cdot V, \end{matrix}

a kérdésese tömegarány tehát

\begin{matrix} \frac{m_{gáz}}{m_{fal}} = \frac{ϱ_{gáz}}{ϱ_{levegő} - ϱ_{gáz}} . \end{matrix}

A szappanhártya görbületi nyomása elhanyagolhatóan kicsi a légköri nyomáshoz képest, ezért a külső és a belső nyomás egyenlőnek vehető. Mivel a hőmérséklet is megegyezik kint és a buborékban, így a sűrűségek aránya az (átlagos) móltömegek arányával helyettesíthető, vagy a táblázatbeli normál állapotra vonatkozó értékekből számolható. Héliumgáz esetén

m_{gáz} / m_{fal} \approx 0,16 < 1

, tehát a fal tömege a nagyobb, ammóniagáz esetén viszont

m_{gáz} / m_{fal} \approx 1,5 > 1

, vagyis a gáz nehezebb.

Csávás Csaba (Budapest, Árpád Gimn., II. o. t.) és
Csekő Lehel (Miskolc, Földes F. Gimn., II. o. t.) dolgozata alapján