Tengo un problema de termodinámica
Calcule la temperatura interna (K) del aire (M=28.8×10-3 kg/mol) que debe tener un globo aerostático a partir de la cual comenzará su ascenso. El globo tiene una masa total (excepto el aire caliente interno) de 300 kg y un volumen de 600 m3. Considere la temperatura del aire externo de 10°C y una presión en la atmósfera de 1.013×105 Pa.
1 respuesta
Pensalo así:
La condición de equilibrio para que el globo con su carga flote en el aire seria que se cumpla la ecuación del Empuje:
Empuje ( hacia arriba)= Carga + Peso del Globo.( hacia abajo)
Empuje = Peso el aire ambiental desalojado por el globo...= D aire frio x g x V globo = ....................la densidad del aire frio la podes hallar a partir de:
PV = nRT = (masa real m / masa molar M) R T ................de donde agrupando los terminos podes hallar..
.Densidad aire frio = PM / RT=
( 1 Atm x 28.8 x 10^-3 Kg/ m^3)/ ( 8.20 x 10^-5 m^3 atm. / ° K
.mol) x ( 283 ° K) = 1.24 Kg/ m^3
Peso del globo = 300 Kg x 10 = 3000 N.
Ahora decís: E- P globo = Carga ... es el exacto equilibrio ( flotando) ...(D aire frio x g x V globo) - .( D aire cal. x g x V globo) = Carga ..........................y reemplazando:
(1.24 x 10 x 600) - ( D aire cal. x 10 x 600) = 300
Y despejas la densidad del aire caliente encerrado;
Te estaría dando : 1.19 Kg/m^3 para el aire caliente. ... Cuya temperatura podes hallar con la ecuación de estado o de Tablas. A mi me estaría dando unos 18°C para la temperatura del aire interior.
Si tienes resultados distintos comunicalos.
A partir de esta temperatura, el aire caliente elevaría el globo.
