2. Поднимая свое тело с высоты 48 дж до 120 см, Сколько весит это тело? А как же масса?

1) когда шар натянул причальный трос, спустя некоторое время система пришла в состояние покоя и силы, действующие на шар, скомпенсировались

пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)

запишем первый закон Ньютона:

Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения

в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:

Fa - mg - F = 0

2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):

Fa - mg = 0

пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.

составим систему уравнений:

p(в) g V = F + mg

p'(в) g V = mg

вычитаем из первого уравнения второе

gV (p(в) - p'(в)) = F

F = p(в) g V / 2.

3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):

P V = m R T / M

делим на объем обе части

P = p R T / M => p = P M / R T.

молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль

F = P M g V / 2 R T

F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,

F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН

Сначала нужно довести воду до кипения, то есть нагреть до 100 °С.
Q₁=c*m*Δt
Q₁ - количество выделенной теплоты ( при нагревании), Дж
c - удельная теплоемкость, Дж/(кг*°С)
m - масса вещества, кг
Δt - изменения температуры, °С
Q₁=4200 Дж/(кг*°С)*2 кг*(100-20)°С = 672 000 Дж = 672 кДж
теперь посчитаем сколько потребуется теплоты для превращения воды в пар
Q₂=L*m
Q₂ - количество выделенной теплоты, Дж
L - удельная теплота парообразования, Дж/кг
m - масса вещества, кг
Q₂=2,3*10^6 Дж/кг * 2 кг = 4,6*10^6 Дж = 460 000 Дж = 460 кДж
теперь считаем, сколько всего выделилось теплоты
Q=Q₁+Q₂
Q=672 кДж + 460 кДж = 1 132 кДж
ответ: Q=1 132 кДж