Question

在开发西部的同时，要保护好西部的环境，在某地为了检测空气质量状况，释放了一容积为100m³的探空氢气球，气球内压强为2.5 atm，地面处环境温度为27℃，将气球释放后，升到气温为-23℃，压强为0.5atm的某高度时，恰能处于平衡状态，那么气球的球壳及携带物品的总质量多大？（地面处标准状态下空 气密度为1.29kg/m³，大气压为1atm）

Answer 1

解：气球内氢气的初始状态为P₁=2.5atm，V₁=100m³，T₁=300K
设氢气的摩尔质量为μ，由克拉珀龙方程，得氢气球内氢气的质量

设气球的球壳及携带物品升空后，所在高度处空气的密度为ρ₂，则由理想气体状态方程：
所以
设气球的球壳及携带物品总质量为m_x，由平衡条件得m_xg+m_H2g=ρ₂Vg
所以m_x=ρ₂V-m_H2=0.774×100kg-20.1kg=57.3kg