Вопрос:

Практический потолок полёта самолёта Ту-154 равен 12 км. Во сколько раз концентрация молекул атмосферного воздуха на этой высоте меньше, чем на уровне моря? Заполните недостающие значения физических параметров в ячейках таблицы.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Решение:

Для решения задачи необходимо заполнить пустые ячейки в таблице и рассчитать отношение концентраций на разной высоте.

Из предоставленных данных:

  • Высота над уровнем моря (h): 0 м и 12000 м
  • Давление (p): 101325 Па (при h = 0 м) и 19399 Па (при h = 12000 м)
  • Температура (T): 288.15 K (при h = 0 м) и 216.65 K (при h = 12000 м)

Чтобы найти концентрацию молекул атмосферного воздуха (n) на каждой высоте, можно использовать уравнение идеального газа:

$$p = n \cdot k \cdot T$$

где:

  • $$p$$ - давление (Па)
  • $$n$$ - концентрация молекул (м⁻³)
  • $$k$$ - постоянная Больцмана ($$1.38 \times 10^{-23}$$ Дж/К)
  • $$T$$ - температура (К)

Выразим концентрацию (n) из этого уравнения:

$$n = \frac{p}{k \cdot T}$$

Рассчитаем концентрацию на уровне моря (h = 0 м):

$$n_1 = \frac{101325}{1.38 \times 10^{-23} \cdot 288.15} \approx 2.55 \times 10^{25} \text{ м}^{-3}$$

Рассчитаем концентрацию на высоте 12000 м:

$$n_2 = \frac{19399}{1.38 \times 10^{-23} \cdot 216.65} \approx 6.48 \times 10^{24} \text{ м}^{-3}$$

Теперь найдем отношение концентраций на разной высоте:

$$\frac{n_2}{n_1} = \frac{6.48 \times 10^{24}}{2.55 \times 10^{25}} \approx 0.254$$

Чтобы узнать, во сколько раз концентрация на высоте 12000 м меньше, чем на уровне моря, найдем обратное отношение:

$$\frac{n_1}{n_2} = \frac{2.55 \times 10^{25}}{6.48 \times 10^{24}} \approx 3.93$$

Округлим результат до десятых: 3.9

Заполненная таблица:

Высота над уровнем моря h, м Давление p, Па Температура T, К Концентрация молекул атмосферного воздуха n, м⁻³ Отношение концентраций на разной высоте $$\frac{n_2}{n_1}$$
0 101325 288.15 3.51639E+25
12000 19399 216.65 8.95E+24 0.254

Ответ: Концентрация молекул атмосферного воздуха на высоте 12 км примерно в 3.9 раза меньше, чем на уровне моря.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю