Question

こーすけ

2枚目の線引っ張ってるところで、温度上げても開口部の圧力は変わりませんか？温度上げても開口部だけは圧力が等しいものなんでしょうか？教えてください🐢

〔B〕 図のように, 地上に球体と小さきく軽いゴンドラからなる気球が置
かれ欧目している。球体の体積は⑰)ぐある。また, 球体は断熱性が高
い素材でつくられ, 常に球形を保ち, 変形しないものとする。初め球
体内には空気が入っており, 開部は開放する。空気の質量を除いた
気球の質是はQMAkg) である。 球体内には小さな温度調整器があり
球体内の空気の温度を調節できるようになっている。

                                                                                                                                                                                                                                                                            

開口部

め球人内の主気温度は (K) で, 密度は@(kg/mリ イーの1
外で会包の圧力は等しい。次に, 球体内の空気をゅうく り加熱しで 空気の温
る。このと き球体内の空気の密度ばのであった。
(⑫ 6を 0, co。 のを用いて表せ。

全生を除いた気球にはたらく重力の大きさは, 重力加連鹿の大ききを の(m/s9 とする
と, 79【N) である。 また. 球体内の空気の温度がののとき。 空気の質量は 〔kg〕 であ
る。 球体内の空気にはたらく重力の大きさは。 7の。 人の のを用いてチコX(N
と表すことができる。よって, 空気を含む気球に  たらく重力の大きき 7〔NJ〕 は,
アニ(47+⑰)X で与えられる。一方, 空気中に置かれた球体は 球体外のまわりの空気
から鉛直上向きに押し上げる力。 すなわち。 浮力を受ける。 簡単のため。 球体外のまわり
の倫気の審度を m とすると, その浮力の大きさア【N) は球体内の補気と同 し体積をもつ
体外の空気にはたらく重力と同じ大きさで, =カー]Xの で手記 いま, 7が
がとアの一致する温度 7 [K) をこえると, 気球が上昇し始めた」

に 計の4がEE丘給料SD ここ

52 も 一定となる。よって oグーー定 となり, のとのは反比例の関係

となる。 ゆえに, 温度 のの増加とともに空気の密度のは減少する     3
(B) (⑫ 球体の且口部の内外での空気の圧力が等しい( 「圧力 カニー定」) ので,
の結果 ( 「oアニー定」) を用いることができ  p7ーoo7o

よって ゥ=の。 (kg/m
⑰) 質量と体積の関係式「oレ」より, 気球内の空気の質量は oP【kg〕 であ