2017-11-19
В комнате висит герметичный пакет, наполненный лёгким газом и прикреплённый к полу верёвкой. Как изменится высота пакета над полом, если воздух в комнате нагреть? Ответ обоснуйте.
Решение:
Положение пакета не изменится, так как при нагревании останется прежней сила Архимеда, действующая на него. Пренебрегая объёмом оболочки пакета, выразим силу Архимеда: $F = \rho_{воздуха}Vg = \rho_{лёгкого газа}Vg \rho_{воздуха} / \rho_{лёгкого газа} = m_{лёгкого газа} g \rho_{воздуха}$. В самом деле, масса лёгкого газа остаётся постоянной, ведь пакет герметичный. Отношение плотностей двух идеальных газов, находящихся при одинаковых давлениях и температурах также постоянно.
Примечание. В процессе изменения температуры в комнате возможны временные изменения положения пакета вследствие движения воздуха при нагревании.