Vodík je oproti héliu pouze 2× lehčí, ale musíme počítat vztlak oproti vzduchu. Počítejme pro zjednodušení molekulovou hmotnost vzduchu cca 30. (O2 = 32, N2 = 28). H2 = 2, He = 4. Pomyslný relativní vztlak je úměrný rozdílům hmotnosti vzduchu a daného plynu, tedy u vodíku je to 30 – 2 = 28, u hélia 30 – 4 = 26. Poměr je 28/26 = 1,077. Vodík má tedy vztlak o 7,7 % větší.
0 Nominace Nahlásit |
Jen pár poznámek:
(1) Vztlak, který působí na „bublinu“ čistého hélia, je teoreticky jen
asi o 7 % nižší, než na stejně velkou „bublinu“ čistého vodíku
(2) I při prakticky dosažitelných čistotách hélia a vodíku je ten
rozdíl jen 12 %.
(3) Zdálo by se to málo, jenže „mrtvá“ hmotnost konstrukce lodi,
motorů, paliva apod. je pro hélium i pro vodík skoro stejná.
Jinými slovy, stejná vzducholoď naplněná héliem místo vodíkem, vůbec nevzlétne. Héliové vzducholodi musejí být větší. S rozměry lodi ovšem roste i „mrtvá“ hmotnost. Takže héliová vzducholoď musí být pro stejný náklad podstatně větší, o mnohem víc než o 12 %.
0 Nominace Nahlásit |
Nebude to desetkrát, ale jen o několik procent.
A nebude to vztlak, ale výtlak. Vztlak je aerodynamický jev, který vzniká
na pohybujícím se křídle. Balony létají na výtlak, obdobně jako lodě
plují, na základě Archimedova zákona.
1m3 helia dá výtlak 1,101kg. 1m3 vodíku dá výtlak 1,187kg.
Upravil/a: dubraro
0 Nominace Nahlásit |
Klaproth: Atomová hmotnost Helia je zhruba 4× vyšší, ale Helium zůstává na rozdíl od vodíku atomární (plyny jsou H2 a He) tedy hustota helia je ve výsledku jen zhruba 2× vyšší než vodíku (Molární hustota různých plynů za stejného tlaku a teploty je zhruba stejná)
A jak píší kolegové, nestačí jen hustota těchto plynů ale poměr
rozdílů od hustoty atmosféry.
Atmosféra má cca 1,3kg/m3 (0C, 101kpa)
He 0,18
H2 0,09
(u plynů He,H2 si nejsem jist že je to za stejných podmínek, rozdíl může
udělat až cca procento)
0 Nominace Nahlásit |
Tento příklad se nemůže řešit jinak, než pomocí Archimédova zákona a vztlaku (ve vzduchu a v gravitačním poli Země).
ρ(vzduch) = 1,29 kg/m3
ρ(vodík) = 0,0899 kg/m3
ρ(helium) = 0,179 kg/m3
F=mg=ρV*g (tíha tělesa)
Fv(H)=ρ(vzduch)Vg – ρ(vodík)Vg (vztlak vodíku)
Fv(He)=ρ(vzduch)Vg – ρ(helium)Vg (vztlak helia)
Fv(H)/Fv(He)=ρ(vzduch) – ρ(vodík) / ρ(vzduch) – ρ(helium)
Fv(H)=Fv(He) * ( ρ(vzduch) – ρ(vodík) ) / ( ρ(vzduch) – ρ(helium) )
Fv(H)=Fv(He) * ( 1,29 – 0,0899 / ( 1,29 – 0,179)) = 1,2090819081908190819081908190819
Vztlaková síla vodíku je 1,2 x větší než vztlaková síla helia.
Na procenta to vychází
100% … 1,2 (vodík)
? … 1 (helium)
?=100/1,2=83,333333333333333333333333333333 %
Jestliže je vztlak vodíku 100 %, tak helium dosahuje jen vztlaku 83 %
Upravil/a: annas
0 Nominace Nahlásit |
Porovnej hustoty obou plynů. Helium je cca desetkrát těžší než vodík, bude tedy poskytovat desetkrát nižší vztlak.
1Kdo udělil odpovědi palec? anonym
před 2955 dny
|
0 Nominace Nahlásit |
Máš to blbě ozávorkovaný a proto špatnej výsledek
Místo
( 1,29 – 0,0899 / ( 1,29 – 0,179))
má být
( (1,29 – 0,0899) / ( 1,29 – 0,179)) = 1,08
Fv(He) nech vlevo, zůstane Ti tak pro výpočet poměr, teď si ho převedl
doprava a zapomněls na něj.
Vztlak vodíku (pokud jsou správně hustoty) je tedy o 8% vyšší než
vztlak helia.
opraveno:
Fv(H)=Fv(He) * ( 1,29 – 0,0899) / ( 1,29 – 0,179) =
1,080198019801980198019801980198
Vztlaková síla vodíku je 1,08 x větší než vztlaková síla helia.
Na procenta to vychází
100% … 1,08 (vodík)
? … 1 (helium)
?=100/1,08 2=92,575618698441796516956920256645
Jestliže je vztlak vodíku 100 %, tak helium dosahuje jen vztlaku 92 %
Vztlak vodíku oproti héliu je větší o 8% (100% – 92% = 8%).
Oprava… nedá se nic dělat. A není zač, já rejpu rád 😉
Ještě mám k Tvým postupům jednu výhradu. 1.08 – větší o 8%,
0,92 – menší o 8%… Tady se to neprojeví kvůli zaokrouhlení, ale:
1,20 – vetší o 20%
0,83 – menší o 17% (přitom jde o komplementární vztahy, tj. když
něco zmenšíme o 17 a pak zvýšíme o 20 jsme tam kde jsme byli. Pokud to
zmenšíme o 20 a pak zvýšíme o 17 jsme úplně jinde)
Děkuji všem za odpovědi, ale kde zjistit kdo tu má tedy pravdu? :) Trochu jsem tedy pátral a zjistil následující. Kdyžtak napište zda-li by to mohla být pravda.
Původní plán počítal s plněním heliem, ale vojenské embargo Spojených států přinutilo německé konstruktéry změnit projekt a použít jako nosný plyn vysoce hořlavý vodík. Produkce helia kromě toho v USA tehdy nestačila ani pro americké vzducholodě a nikde jinde se helium nevyrábělo.[zdroj?] Protože však vodík poskytuje oproti héliu ve vzduchu zhruba o 10 % větší vztlak, mohly být při úpravách přidány i další kabiny pro pasažéry. S používáním vodíku ve vzducholodích již měli Němci zkušenosti, takže pro ně změna neznamenala důvod ke znepokojení. Pro známá rizika vodíku obsahovala konstrukce Hindenburgu různé bezpečnostní prvky, které měly zabránit požáru v případě úniku plynu, a potah byl speciálně upraven tak, aby se zabránilo jiskrám, které by mohly způsobit požár. Jejich víra v bezpečnost zacházení s vodíkem byla tak vysoká, že na Hindenburgu byla dokonce i kuřárna.
Jsem přesvědčen, že můj způsob výpočtu je správný, ale výsledek se může o nějaké to %, nebo desetiny lišit, protože jsem použil jen přibližná čísla co se týká molekulových (resp. atomové) hmotností plynů. S tím Hindenburgem to je pravda, ale zapomněli na riziko vzniku statické elektřiny při pohybu lodi, což bylo příčinou katastrofy.
Výpočet správný není, protože se bavíme o vztlaku v atmosféře a při něm se uplatňuje Archimédův zákon.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Archim%C3%A9d%C5%AFv_z%C3%A1kon
Vztlak v Zemské atmosféře vzduchu je jiný, než vztlak například v atmosféře Venuše (CO2).
Ale musím uznat, že i když je výpočet nesprávný, tak výsledek je přibližně správný 🙂
Nechce se mi ověřovat správnost tebou použitých čísel ani správnost výpočtu, ale tvůj postup je zbytečně složitý. Samozřejmě Archimédův zákon platí ale taky platí to, že přímo vyplývá z molekulových hmotností plynů. Jak známo jedna grammolekula jakéhokoliv plynu zaujímá vždy stejný objem. Mol vodíku = 2 g = 22,4 litru, mol hélia = 4 g = 22,4 l.
Měl jsem tam chybu, ale po opravě mi vyšlo 8% což se blíží kupodivu oněm 7,7%. Ale opravdu záleží na atmosféře, na Venuši by byl vztlak jiný.
Na Venuši by byl vztlak jinů kvůli složení atmosféry. Pokud by zůstalo naše složení atmosféry (vzduch), jen jsme měli Venušskou teplotu a tlak, pořád bychom měli těch 8 %.
Keplere: platí pro tlak 1atm (tuším). Cenobita: Protože nás zajímají poměry, pak nás absolutní tlak nezajímá. Pokud pro daný tlak známe hustoty, nebo třeba ty atomové hmotnosti jak uvádí Kepler. S Keplerovým výpočtem bych si nebyl jist jen kvůli tomu, že bez většího zamyšlení nejsem schopen říct jak se chová směs plynů (vzduch). Ale Kepler se svými molárními počty je výrazně blíž než ty s chybnými (sorry za rýpnutí 😉 je mi jasný že chybičku může udělat každý)
Jo a ještě: Kepler samozřejmě Archimédovi zákony nerozporoval ani nepopíral. Reprezentuje je tam právě tou částí „30“ (kapalina – vzduch – vytlačená), zatímco 2 a 4 reprezentuje hmotnost plynů.
Záměrně jsem průměrnou molekulovou hmotnost vzduchu zjednodušil na 30. Přesněji by to bylo podle složení atmosféry 0,78 × 28 + 0,21 × 32 + 0,01 × 40 (argon) = 29,0. Vodní páry nezohledněny.
Jo, hezký. Já bych si pro tenhle postup nebyl dost jistej ale vypadá to dobře a výsledek taky. Budu o zas chlup chytřejší 😉 (tak ne, jen o chlup učenější)
annas | 5284 | |
Kepler | 2867 | |
Drap | 2624 | |
quentos | 1803 | |
mosoj | 1594 | |
marci1 | 1356 | |
led | 1345 | |
aliendrone | 1172 | |
zjentek | 1059 | |
Kelt | 1003 |
Astronomie |
Fyzika |
Jazyky |
Matematika |
Sociální vědy |
Technické vědy |
Ostatní věda |