一立方米氦氣可以吊起多少克的東西呢 ?

2007-01-10 9:37 pm
請問 一立方米氦氣可以吊起多少克的東西呢 ?

thx

回答 (1)

2007-01-10 10:33 pm
✔ 最佳答案
首先, 此問題涉及到亞基米德原理 (Archimede's Principle):
任何物體在一流體中佔據了一定的空間後會受到流體的向上浮力 (upthrust), 此浮力的力度剛好為被撐去了的流體 (fluid displaced) 的重量.
然後再牽涉到氣體的摩爾體積問題:
一摩爾 (mole) 的任何氣體在室溫和室壓下 (room temperature and pressure) 之體積皆為 24 dm3 或 0.024 m3.
所以 1 m3 的氦氣應有 1/0.024 = 41.67 mol
而氦氣的摩爾質量 (molar mass) 為 4 g/mol.
所以 1 m3 的氦氣在室溫和室壓下之質量為 41.67 x 4 = 166.67 g = 0.167 kg = 1.67 N (設 g 為 10 m s-2)
然後, 空氣在室溫和室壓下的密度為 1.3 kg m-3.
所以說: 1 m3 的氦氣會撐去了 1.3 kg, 即 13 N 重量之空氣.
換言之, 減去了氦氣本身的重量後, 其感受到的淨浮力為 13 - 1.67 = 11.33 N
結論: 1 m3 的氦氣在室溫和室壓下能吊起 11.33 N 或 1.133 kg 之重量.

註: 以上結果皆基於室溫和室壓的假設所得的. 若物理情況 (Physical conditions) 如氣壓和溫度有變, 所得結果將會不同. 因為氣體的摩爾體積和空氣密度皆會隨此兩項而有所變化.
參考: My Physics knowledge


收錄日期: 2021-04-13 18:51:26
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070110000051KK01368

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