题目

氢气曾被用于飞艇和载人气球,某实验小组同学设计了模拟氢气探测气球的装置（气球固定在矿泉水瓶上）矿泉水瓶和气球的总质量为20克,气球中镁条的质量为4.8克,瓶中盛有溶质质量分数为30%的硫酸溶液75.2克,瓶底与桌面的接触面积为4㎝²（g取10N/kg）
问：试通过计算说明：该装置在空气中能否上浮?（假设反应后装置内外压强相等,已知空气的密度为：1.3g/L氢气的密度为：0.09k/L）
反应前矿泉水瓶对桌面的压强为?

提问时间：2021-01-11

答案

假设H2SO4足量 以Mg的质量来计算
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98 2
4.8 =19.6 =0.4
硫酸的实际质量为75.2*30%=22.56>19.6
因此假设成立 那么生成H2为0.4克
那么气球的体积为0.4/0.09= 40/9L=4/900m³
气球的浮力为F=（ρ空气-ρ氢气）gV=（1.3-0.09）*10*4/900=0.05378N
体系的总重力为G=m总g=（20+4.8+75.2）*10/1000=1N
显然F