Какая масса m воздуха выйдет из комнаты объемом 96 м3 при повышении температуры от т1 = 280 к до т2 = 300 к при нормальном давлении? ответ дать в кг с точностью до целых.

Дано:
V₁ = 96 м³
T₁ = 280 К
T₂ = 300 K

Δm - ?

Поскольку давление не изменилось, то воспользуемся законом Гей-Люссака:

V₂ / V₁ = T₂ / T₁
V₂ = V₁*T₂/T₁ = 96*300/280 ≈  103 м³

Из комнаты вышло
ΔV = V₂ - V₁ = 103 - 96 = 7 м³   воздуха.

Плотность воздуха при нормальном давлении:
ρ = 1,29 кг/м³

Δm = ρ*ΔV = 1,29*7 ≈ 9 кг

Объяснение:

Атмосферный воздух состоит из азота (77,99%), кислорода (21%), инертных газов (1%) и углекислого газа (0,01%). Доля углекислого газа со временем возрастает из-за того, что в атмосферу выделяются продукты горения топлива, а, кроме того, уменьшается площадь лесов, которые поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

В атмосфере также находится незначительное количество озона, который сконцентрирован на высоте около 25-30 км и образует так называемый озоновый слой. Этот слой создает барьер для солнечного ультрафиолетового излучения, опасного для живых организмов Земли.

Кроме этого в атмосфере находится водяной пар и различные примеси — частички пыли, вулканический пепел, сажа и прочее. Концентрация примесей выше у поверхности земли и в определенных районах: над большими городами, пустынями.

Атмосфера состоит из пяти слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

Парниковый эффект — это явление связано с увеличение количества углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ пропускает к земной поверхности энергию Солнца, но при этом задерживает собственную тепловую энергию Земли. Вследствие этого климат Земли постепенно становится более теплым, что грозит таянием ледником и повышением уровня мирового океана.

Тропосфера — нижний слой атмосферы, в нем находится большая часть воздуха и водяного пара. Высота этого слоя неодинакова: от 8-10 км у тропиков до 16-18 у экватора. Температура воздуха в тропосфере понижается с подъемом: на 6°С на каждый километр. В тропосфере формируется погода, образуются ветра, осадки, облака, туманы, циклоны и антициклоны.

Следующий слой атмосферы — стратосфера. Воздух в ней значительно более разрежен, в ней значительно меньше водяных паров. Температура в нижней части стратосферы — -60 — -80°С и падает с увеличением высоты. Именно в стратосфере находится озоновый слой. Для стратосферы характерны большие скорости ветра (до 80-100 м/сек).

Мезосфера — средний слой атмосферы, лежащий над стратосферой на высотах от 50 до S0-S5 км. Мезосфера характеризуется понижением средней температуры с высотой от 0° С на нижней границе до -90°С у верхней границы. Близ верхней границы мезосферы наблюдаются серебристые облака, освещаемые солнцем в ночное время. Давление воздуха на верхней границе мезосферы в 200 раз меньше, чем у земной поверхности.

Термосфера — расположена выше мезосферы, на высотах от SO до 400- 500 км, в ней температура сначала медленно, а потом быстро вновь начинает расти. Причиной является поглощение ультрафиолетового излучения Солнца на высотах 150-300 км. В термосфере температура непрерывно растет до высоты около 400 км, где она достигает 700 — 1500° С (в зависимости от солнечной активности). Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит также ионизация воздуха («полярные сияния«). Основные области ионосферы лежат внутри термосферы.

Экзосфера — внешний, наиболее разрежённый слой атмосферы, она начинается на высотах 450—ООО км, а её верхняя граница находится на расстоянии нескольких тысяч км от земной поверхности, где концентрация частиц становится такой же, как в межпланетном пространстве. Экзосфера состоит из ионизированного газа (плазмы); нижняя и средняя части экзосферы в основном состоят из кислорода и азота; с увеличением же высоты быстро растет относительная концентрация лёгких газов, особенно ионизированного водорода. Температура в экзосфере 1300—3000° С; она слабо растет с высотой. В экзосфере в основном расположены радиационные пояса Земли.

Измерения показывают, что плотность воздуха быстро уменьшается с высотой. Так, на высоте 5,5 км над Землёй плотность воздуха в 2 раза меньше его плотности у поверхности Земли, на высоте 11 км — в 4 раза меньше и т. д. Чем выше, тем воздух разрежённее. И наконец, в самых верхних слоях (сотни и тысячи километров над Землёй) атмосфера постепенно переходит в безвоздушное пространство. Чёткой границы воздушная оболочка, окружающая Землю, не имеет.

 

Строго говоря, вследствие действия силы тяжести плотность газа в любом закрытом сосуде неодинакова по всему объёму сосуда. Внизу сосуда плотность газа больше, чем в верхних его частях, поэтому и давление в сосуде неодинаково. На дне сосуда оно больше, чем вверху.

 

Однако это различие в плотности и давлении газа, содержащегося в сосуде, столь мало, что его можно во многих случаях совсем не учитывать. Но для атмосферы, простирающейся на несколько тысяч километров, различие это существенно.

Эта статья — об основном законе электрической цепи. О законе магнитной цепи см. Закон Ома для магнитной цепи; об акустическом законе Ома см. Акустический закон Ома.

Зако́н О́ма — эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника (или электрического напряжения) с силой тока, протекающего в проводнике, и сопротивлением проводника. Установлен Георгом Омом в 1826 году (опубликован в 1827 году) и назван в его честь.

U — напряжение,

I — сила тока,

R — сопротивление

В своей работе[1] Ом записал закон в следующем виде:

{\displaystyle X\!={a \over {b+l}},\qquad (1)}{\displaystyle X\!={a \over {b+l}},\qquad (1)}

где:

X — показания гальванометра (в современных обозначениях, сила тока I);

a — величина, характеризующая свойства источника напряжения, постоянная в широких пределах и не зависящая от величины тока (в современной терминологии, электродвижущая сила (ЭДС) ε);

l — величина, определяемая длиной соединяющих проводов (в современных представлениях соответствует сопротивлению внешней цепи R);

b — параметр, характеризующий свойства всей электрической установки (в современных представлениях, параметр, в котором можно усмотреть учёт внутреннего сопротивления источника тока r).

Формула (1) при использовании современных терминов выражает закон Ома для полной цепи:

{\displaystyle I\!={\varepsilon \! \over {R+r}},\qquad (2)}{\displaystyle I\!={\varepsilon \! \over {R+r}},\qquad (2)}

где:

{\displaystyle {\varepsilon \!}}{\varepsilon \!} — ЭДС источника напряжения, В;

{\displaystyle I}I — сила тока в цепи, А;

{\displaystyle R}R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;

{\displaystyle r}r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

Из закона Ома для полной цепи вытекают следующие следствия:

при {\displaystyle r\ll R}{\displaystyle r\ll R} сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению, а сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения;

при {\displaystyle r\gg R}{\displaystyle r\gg R} сила тока не зависит от свойств внешней цепи (от величины нагрузки), и источник может быть назван источником тока.

Часто[2] выражение

{\displaystyle U\!=IR,\qquad (3)}U\!=IR,\qquad (3)

где {\displaystyle U}U есть напряжение, или падение напряжения (или, что то же, разность потенциалов между началом и концом участка проводника), тоже называют «законом Ома».

Таким образом, электродвижущая сила в замкнутой цепи, по которой течёт ток в соответствии с (2) и (3) равняется:

{\displaystyle {\varepsilon \!}=Ir+IR=U(r)+U(R).\qquad (4)}{\varepsilon \!}=Ir+IR=U(r)+U(R).\qquad (4)

То есть сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника. Последний член в этом равенстве специалисты называют «напряжением на зажимах», поскольку именно его показывает вольтметр, измеряющий напряжение источника между началом и концом присоединённой к нему замкнутой цепи. В таком случае оно всегда меньше ЭДС.

К другой записи формулы (3), а именно:

{\displaystyle I\!={U \over R}\qquad (5)}I\!={U \over R}\qquad (5)