Какая масса магния прореагирует без остатка с 8 г кислорода, если они соединяются в отношении масс 3:2? Точность вычислений — до десятых.

ответ: масса магния равна
г.

Если объемы одинаковые, то и силы Архимеда были бы одинаковыми (вытесняется один и тот же объем воздуха) 
F Архимеда = ρ воздуха* g * V
Просто подъемная сила гелиевого шара будет меньше подъемной силы водородного шара

F под = F архимеда - mo*g

mo - масса полезного груза + масса оболочки шара + МАССА ГАЗА =
= m+ρ*V

Но масса газа зависит от ПЛОТНОСТИ, то подъемная сила гелиевого шара будет меньше, чем водородного

Запишем формулу вычисления подъемной силы:

F под = F Архимеда - (m + ρV)*g  где ρ - плотность газа (водорода или гелия)

 

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