- This topic has 9 replies, 1 voice, and was last updated 2 years, 8 months ago by
.
-
Topic
-
دو توپ کاملاً مشابه یکی در شهر انزلی و دیگری در شهر یزد با فشار یکسان باد می شوند.این دو توپ در تهران با یک ترازوی کفه ای بسیار دقیق وزن می شوند به نظر شما کدامیک از این دو توپ سنگین تر خواهد بود؟
دو توپ کاملاً مشابه یکی در شهر انزلی و دیگری در شهر یزد با فشار یکسان باد می شوند.این دو توپ در تهران با یک ترازوی کفه ای بسیار دقیق وزن می شوند به نظر شما کدامیک از این دو توپ سنگین تر خواهد بود؟
-
Replies
-
چون چگالی بخارآب از چگالی هوا بيشتر است بنابراین شمالی سنگین تر است
از کجا می دانید چگالی بخار آب از چگالی هوا بیشتر است؟
هوا مخلوطی است از حدود 80% نیتروژن و 19% اکسیژن و 1% گازهای دیگر عدد جرمی چنین مخلوطی به 29 نزدیک است . وعدد جرمی بخا ر آب 18 است . بنابر این با فرض تساوی فشار ،توپ یزدی سنگین تر است
توپ بندر انزلی سنگینتر است چون با فرض اینکه سطح دریای خزر برابر سطح دریاهای ازاد است فشار هوا در آنجا بیشتر از یزد بوده و لذا برای باد کردن توپ به همان میزان باید فشار بیشتری درون توپ ایجاد کرد و این یعنی جرم بیشتر هوا. به علاوه اگر اثر بخار آب را نیز در نظر بگیریم احتمالا” به خاطر فشار هوای بالاتر درون توپ اندکی از آن می تواند مایع شود و چون جرم حجمی مایع به مراتب بالاتر از گاز است به وزن توپ می افزاید.
همانطور كه گلاويژ بدرستي بيان نموده وزن هم فشار و هم دماي هواي خشك بيشتر از هواي مرطوب است. زيرا هواي خالص و يا هواي همراه با بخار آب هر دو گاز كامل محسوب مي شوند. در گازهاي كامل مطابق قانون آووگادرو تعداد مولكولهاي تشكيل دهنده يك حجم مشخص گاز، به نوع گاز ارتباط ندارد و تنها از فشار و دماي گاز تبعيت مي كند. يعني تعداد مولكولهاي تشكيل دهنده دو حجم ثابت از هواي خشك و مرطوب در دما و فشار يكسان برابر است. در توپ شمالي مولكولهاي سبكتر آب جايگزين مولكولهاي سنگينتر هوا شده است، بنابراين توپ شمالي سبكتر از توپ كويري خواهد بود.
توپی که در کویر باد شده است سنگین تر است زیرا در کویر فشار هوا کمتر از سواحل شمالی است پس اگر با فشار یکسان هردو توپ را باد کنیم توپی که در فشار کمتری قرار دارد هوای بیشتری در خود ذخیره می کند. اگر هر دو توپ را در مکانی یکسان وزن کنیم در میابیم که توپی که در کویر باد شده است دارای وزن بیشتری است .
با سلام اولا در سوال اینکه 1- توپها چگونه باد شوند و 2- در چه دمایی باد شوند مشخص نشده اما اگر توپها با کمپرسور باد شوند مسلما” توپ شمالی سنگینتر خواهد بود چون به دلیل وجود بخار آب و حالت evaporating cooling دمای آن پایین میآید که نتیجتا” چگالتر خواهد شد از طرف دیگر قطرات آب در این حجم جای مولکولهای هوا را اشغال میکند و از آجاییکه آب چگالتر از هواست جرم بیشتری خواهد داشت . اما در حالت دوم اگر توپها توسط دهان باد شوند از آنجاییکه تقریبا” میتوان گفت که بخار خارج شده از دهان تقریبا” در تمامی نقاط مشترک است توفیری حاصل نخواهد شد
اصلا فكر بخار آب را نكنيد .فرض كنيد بخار آب در شهر يزد و بندر انزلي وجود ندارد و هواي هر دو شهر يكسان است اما فشار هوا در يزد كمتر و در انزلي بيشتر است ( بعلت مرتفع بودن يزد ) پس در يزد چون فشار اتمسفر كمتر است و هواي اطراف به جدار توپ فشار كمتري وارد مياورد بايد باد بيشتري وارد توپ كرد تا فشار معادل توپ انزلي بيابد و در نتيجه توپ بزرگتر از توپ انزلي ميشود وقتي توپ يزد را به انزلي ببريم بعلت بالا تر بودن فشار آتمسفر در انزلي فشار بيشتري به توپ وارد شده و در نتيجه فشار داخل توپ بالا ميرود و تازه توپ كمي كوچك هم ميشود اما هنوز بزرگتر از توپ انزلي است براي مساوي كردن فشار توپ يزدي با فشار توپ انزلي بايد كمي از باد توپ يزدي را خالي كنيم و بنابر اين وزن توپ يزدي بمقدار وزن هوائي كه از آن خارج ميكنيم بيشتر است . بعد از تخليه هوا بمقدار لازم حجم دو توپ برابر ميشود
بحث رطوبت به کنار فرض کنید فشار هوا در یزد 0.8 بار و در انزلی 1.1 بار است، هر دو توپ رو به اندازه 2 بار نسبی باد می شوند. یعنی 2.8 بار مطلق در یزد و 3.1 بار مطلق در انزلی، پس قطعا توپ انزلی سنگینتر خواهد بود. حالا اگه رطوبت رو هم به موضوع اضافه کنیم این مسئله به دلیل کندانس شدن آب موجود بر اثر افزایش فشار تشدید میشه و توپ انزلی باز هم سنگین تر میشه.
- You must be logged in to reply to this topic.