Задание №10 — Воздухоплавание

Решение:

Оболочка тонкая, мягкая и упругая, поэтому давление воздуха внутри шара практически равно атмосферному. С высотой атмосферное давление уменьшается, значит, воздух в шаре расширяется и совершает положительную работу: $A \gt 0$.

Подъём быстрый, а теплопроводностью оболочки пренебрегают, значит, теплообмена с окружающим воздухом нет: $Q = 0$ (процесс адиабатный).

По первому закону термодинамики $Q = \Delta U + A$, откуда $\Delta U = -A \lt 0$. Внутренняя энергия убывает, а так как $U = \dfrac{3}{2}\dfrac{m}{M}RT$, убывает и температура воздуха в шаре — величина уменьшается (ответ 2).

Шар герметичен, число молекул $N$ в нём постоянно, а объём растёт, поэтому концентрация $n = \dfrac{N}{V}$ уменьшается (ответ 2).

Ответ: 22