氢气球消耗能量的原理(氢气球的气)
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1、...体积膨胀需要消耗自己内能。那上升时需要消耗什么能量?
物体需要消耗能量来克服分子间的引力,使得分子之间的相互作用减弱,从而扩展物体的体积。首先,物体的膨胀需要克服分子间的引力。在物体的原子或分子之间存在吸引力,阻碍它们移动并改变整体结构。
因为水变成水蒸气时体积增加,有对外做功,一部分吸收的热量转化为这部分做功,一部分转化为自身的内能。
外力做正功时,物体能量增加,外力做负功时,物体能量减少。比如汽车滑行时,地面的滑动摩擦力方向与运动方向相反,阻碍汽车运动,摩擦力做负功,汽车的机械能减少。
【物质能量变化定律】物质膨胀时吸收能量,物质压缩时释放能量。(王静波2020)气体膨胀是分子膨胀,化合物分解是原子膨胀,核裂变是粒子膨胀。物质膨胀后自旋角速度下降,需要吸收能量使自旋角速度达到平衡。
2、氢气球能量转换
等质量的空气与氢气变化同样的高度,空气减小的重力势能无法全部用来增加氢气的重力势能,氢气用不了那么多,于是剩下的那部分能量就用来转化成气球的动能了。
气球上升过程中动能增加,重力势能增加,由于与空气的摩擦内能也增加(假定飞的不算太高空气温度没有明显变化)。这三种能量增加虽然是浮力做功的结果,但究竟是什么能量转化而来的?能量总归是要有来源的。
氢气球靠空气上下的压力差升空,克服了氢气球的重力,获得了重力势能。这个能量来自空气的内能。其实原理和气缸中的情形类似,气缸中的气体推动活塞做功,消耗的是气体的内能。
氢气球加速上升,动能、势能,都增加,氢气球浮力做正功机械能增加 乙图中,伸长的橡皮条收缩对小球做功,速度增加。将弹弓的弹性势能转化为石子的向前的动能 丙图中,从高处下滑重力做正功,动能增加。
—热胀冷缩,够明白了吧?气体受热热胀不一定就是讲热气球。奇怪?我补充答案后我原来的答案去哪里啦?我再打一次吧~氢气膨胀后吸收热量(内能也在增加),密度够低时气球就会上升,所以说是内能转化成势能。
3、氢气球上升的能量来自哪里
我们可以从这个实验当中讨论一下这个能量的来源:在一个玻璃瓶中装满水,水中放着一块小木板。小木块会上浮,木块上浮的过程当中一样会出现机械能的增加和摩擦发热。
不要只看到气球上升,身为学过物理的人,还应该看到气球上边的那部分空气落到了气球的下面,空气比氢气密度大,等体积的话质量就比较大。
氢气球上升是因为受到空气浮力大于自身重力,最后匀速是因为速度增大后受到空气阻力增大,最终二力平衡的结果,同时摩擦生热,机械能减小。
内能转化为机械能。氢气密度比空气小,会上升。
因为氢气的密度比空气的平均密度低,因此氢气球受到的浮力大于重力,因此能上升。但氢气的化学稳定性不好,氦气的密度也比空气的平均密度低,但氦气比氢气昂贵。
4、一个氢气球从地面升上空中,它的重力势能最终来自哪里?
在一个玻璃瓶中装满水,水中放着一块小木板。小木块会上浮,木块上浮的过程当中一样会出现机械能的增加和摩擦发热。
不要只看到气球上升,身为学过物理的人,还应该看到气球上边的那部分空气落到了气球的下面,空气比氢气密度大,等体积的话质量就比较大。
浮力势能的大小取决于浮力方向上的空间位置E浮=Fh(h表示浮力方向上的坐标位置),浮力势能沿着浮力的方向减少。浮力做功同样相当于浮力势能的下降。
氢气球上升是因为受到空气浮力大于自身重力,最后匀速是因为速度增大后受到空气阻力增大,最终二力平衡的结果,同时摩擦生热,机械能减小。
到达一定高度后就会悬停,飞行时经常在2000-3000米见到悬停的喜洋洋和灰太狼。一闪而过。最后随着里面的氦气慢慢泄露最终气球会落到地面上。
5、为什么氢气球遇火会爆炸
氢气在空气中遇火能与空气中的氧气产生化学反应,燃烧变成水,因燃烧过程中产生大量的热量,会使空气迅速膨胀,从而产生爆炸。
戳破氢气球会爆炸原因是氢气是一种易燃易爆的气体,遇到火花容易发生爆炸。氢气球里面装满了可燃的气体氢气,遇到氧气后会发生化学反应,过程中有大量的热放出。
常温下不易与氧气发生反应。与别的物体摩擦产生静电、遇到明火、太阳暴晒或压力过高时,则造成瞬间爆炸,变成一个高热的火球,灼伤气球周围的人员。
氢气因为易燃易爆的特性,一旦遇到明火就会迅速燃烧甚至爆炸。实际上,多起氢气球爆炸事故也证实了这一点。 氢气属于易燃易爆气体,一旦与明火接触就可能发生爆炸。实际上,多起氢气球爆炸事故也印证了这一点。
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