物理 熱気球の実験です。

物理　熱気球の実験です。
熱気球全体の質量は20g　熱気球の体積は60リットル　室温は25℃　気圧は1気圧（10atm）。この状況下で熱気球の内部の温度を上げていき、気球を上昇させるという実験です。
１、気温と気圧から空気密度を特定する。
２、熱気球が空中で静止する熱気球内部の温度の理論値は？
３、２の理論値が実験値より大きくなるのはなぜか？
この２つの問題に答えられる方、御願いいたします。答えだけでなく、計算式や説明もできればよろしく御願いします。　

No.5 回答者： debukuro 回答日時： 2010/09/29 20:41

気球は体積変化をしない構造なのかな？

No.4 回答者： htms42 回答日時： 2010/09/06 06:54

＃３です。

重ねて質問です。

質問１，２から推測すると理論値の求め方が分からないという状況のようですね。
理論値が分からないのになぜ実験値よりも高いということが言えるのでしょうか。

質問の前提に省略がありすぎるようです。
もしかしたら実験も理論も分かっておられないのではないですか。

本当に実験をされたのですか。
実験を題材にした問題をやっているだけですか。

一番大きな問題点は＃３にも書きましたように
加熱方法は？
温度の測定方法は？
の２点です。

大きな熱気球はプロパンバーナーを使っています。６０Ｌのごみ袋を使って熱気球を作ったというのであれば、アルコールを燃やしているかもしれません。
どちらの場合でも気球内の温度は簡単には測定できません。
測定できなくても、気球の内部の気体の平均温度が炎の温度よりも低いというのは明らかです。
（そうでなければ気球が燃えてしまいます。）

気球内壁に接する部分の温度はかなり低いです。
炎の部分から内壁へ向けての温度勾配があります。

温度を計算で出す場合は気球内部の温度が一定であるとします。
気球内外の空気の密度差から浮力を出します。

温度の計算値が測定値よりも高いという場面がどこから出てくるのかが想像できません。

No.3 回答者： htms42 回答日時： 2010/09/05 20:45

（１）温度の理論値とその計算過程を示して下さい。

（２）その理論値に対して実験値がどういう値であったかも示して下さい。
熱気球の内部の温度をどのようにして測られたのかも示して下さい。
加熱方法も示して下さい。
体積が６０Ｌというのはどうやって測定されましたか。

（１）（２）ともに示されていない質問には答えようがありません。

No.2 回答者： chie65535 回答日時： 2010/09/04 17:34

＞３、２の理論値が実験値より大きくなるのはなぜか？

　
言い替えれば「実験すると、論理値よりも低い温度で気球が空中で静止する」ですよね？
　
理由は幾つか考えられ、
　
・熱気球の周囲の空気（熱気球に触れている外気）も、熱気球そのものからの熱を貰い、１．で特定した密度よりも実際の密度が低くなって（軽くなって）いる
　
・熱気球そのものが熱源となり、熱気球の周囲で上昇気流が発生している。気流が速度ｓで上昇している中で、速度ｓで落下する物体は、空中で静止することになる
　
など。

この回答への補足

質問３に回答して頂きありがとうございます。
後、１と２わかりますか？回答まってます。

補足日時：2010/09/04 21:47

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2010/09/04 21:48

No.1 回答者： aokii 回答日時： 2010/09/04 16:58

気球の重さでしょうか。

この回答への補足

そうです。

補足日時：2010/09/04 17:12