Question

【題目】2016年10月19日，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，再次引發(fā)了中學(xué)生的科研熱情。某校興趣小組的同學(xué)制作“孔明燈”，他們將一個(gè)薄塑料袋開(kāi)口向下，并在開(kāi)口端安裝一個(gè)很輕的框架，框架上固定一些燃料，燃料點(diǎn)燃后，當(dāng)燈籠內(nèi)的空氣被加熱到一定溫度時(shí)，燈籠就能騰空而起，如圖所示。該“孔明燈”的體積大約為0.02米3，總質(zhì)量約為6克，環(huán)境氣溫為20℃。下表給出了空氣密度與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系及相應(yīng)溫度下“孔明燈”內(nèi)空氣重力的大小。請(qǐng)依據(jù)表中的相關(guān)數(shù)據(jù)回答問(wèn)題：

（1）在環(huán)境氣溫下，空氣的密度為________千克/米3。

（2）空氣密度隨溫度的變化關(guān)系是：__________。

（3）燈內(nèi)空氣的溫度至少要達(dá)到_________℃，孔明燈才能起飛（忽略燃料質(zhì)量的變化）。

Answer 1

【答案】1.29 溫度越高，空氣密度越小 120

【解析】

（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)知道，當(dāng)環(huán)境氣溫為20℃時(shí)，空氣的密度是1.29千克/米3；

（2）由表格中的數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)溫度升高時(shí)，空氣的密度減小，即空氣密度隨溫度的變化關(guān)系是：溫度越高，空氣密度越小；

（3）孔明燈飛起時(shí)，受到三個(gè)力的作用，即空氣的浮力、燈的重力、燈內(nèi)熱空氣的重力，且浮力為兩個(gè)重力之和，即F浮 =G燈 +G熱，又因?yàn)樵诳諝庵惺艿降母×κ牵?/span>F浮 =ρ空氣 gV=1.2kg/m3 ×9.8N/kg×0.02m3=0.2352N，所以，，故熱空氣的密度是：，由空氣密度和溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系知道，此時(shí)空氣的溫度在110～120℃之間，較接近120℃，所以，燈內(nèi)空氣的溫度至少要達(dá)到120℃，孔明燈才能起飛。