麻烦各位老哥了,详细的话,追加奖励……
道理很简单,计算将会比较复杂,有的地方必须作一些假设。
首先,设气象气球的总质量为m,重物的体积忽略,气球体积为V=(4/3)*π*R^3,
气球悬浮与空气中,据浮力定律,受到的浮力=气球排开空气的重力ρVg,
升至最大高度时,浮力与气球的重力平衡:mg=ρVg-->m=ρV <1>
有一个明显的事实就是,离地面高度y越大,大气压强越小,表征的是大气密度ρ越小,符合的关系是:
<2>式中R=8.31451/mol·K是气体普适恒量,T是气体的热力学温度,μ=0.029kg/mol是大气的摩尔质量。注意到大气层厚度远小于地球半径,故重力加速度g=9.8m/s^2可认为是恒量。(<2>的推导过程见文最后面附录)
ρ[0]表示地球表面的大气密度,约为1.29kg/m^3.
联立<1><2>整理得到:
取气球最高处的温度T=273K(高空温度比较低,就按照0摄氏度计算)代入相关数据得到气球最大高度y[max]=y = 30507m
附录:<2>式的推导过程——
追问答案是14km,是不是质量有问题
算出来了,谢谢
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