Выпущенные из рук детские воздушные шары куда-то улетают. Куда? Как высоко могут они улететь?
Ответ: Воздушный шар, вырвавшись из рук, уносится не к крайним границам атмосферы, а лишь до своего "потолка", до той высоты, где вследствие большой разреженности воздуха вес шара равен весу вытесняемого им воздуха. Но он не всегда достигает "потолка". Так как шар, поднимаясь, раздувается (из-за уменьшения наружного давления), то еще до достижения "потолка" он может лопнуть, распираемый изнутри.
Комментарии
с увеличением высоты над землёй давление воздуха на в/ш уменьшается, в связи с чем, гелий, находящийся в шаре, начинает сильнее давить на стенки шара. из-за этого шар увеличивается в размерах, лопается и падает обратно на землю.
на какую высоту он может прилететь, я не знаю, но полагаю, она может быть разной в зависимости от качества шара, толщины стен и объёма газа, находящегося в шаре.
"...объёма газа, находящегося в шаре" - чудик, не объема, а массы. Сам же сказал, что шар раздувается. А масса газа, засунутого в шар, и масса самого шара не меняются.
Вообще, эта древняя задача не такая простая, как может показаться в начале, т.к. надо учитывать что объём шара увеличивается с высотой. Точно эту задачу можно решить только если шар заменить простой моделью типа жесткостенного цилиндра с поршнем, и поршень удерживается пружиной внутри с известным коэффициентом упругости. Тогда такой "шар" подымется на определённую высоту где уравновесятся такие силы: mg шара + Mg газа внутри - архимедова сила на объёма шара на максимальной высоте. А объём находим так: уравниваем силы на поршень снаружи и изнутри. Снаружи это S x P(атмосферы на высоте). А изнутри - это S x P(газа в цилиндре) - K пружины x удлинение пружины. Удлинение пружины связано с новым объёмом. А давление газа внутри найдем из PV=nRT, где V - новый объем. Температура воздуха и атмосферное давление на большой высоте более-менее известны метеорологам и оба являются функцией высоты. И т.д.