в общем так: молекулы гелия мелки и потому газ из шарика постепенно выходит, подъемная сила снижается, пока шарик не начинает перевешивать ее и спускаться
Вкаких условиях лучше всего сохранять шарик,надутый гелием?
Учтем, что из-за сверхтекучести гелия заморозка, по-видимому, не
Посему наилучший соблюсти два условия:
1) закрепить форму шарика внешними силами - приклеить к поверхности кучу ниток, растянуть их радиально и прикрепить на стенках резервуара. где будет находиться шарик (это чтобы упругость шарика не вытолкала газ из него)
2) сам резервуар, где будет храниться надутый шарик, сделать герметичным, не пропускающим гелий, и наполнить гелием (это чтобы диффузия не подменила газ в шарике на смесь гелия и внешнего газа)
Лично я только в этих условиях возьму на себя ответственность обещать, что сохраню шарик, надутый гелием, на любой срок, который потребует тот сумасшедший заказчик, коему нужно во-чтобы то ни стало сохранить надутый гелием шарик вместо того, чтобы выпустить из него газ и надуть гелием тогда, когда он будет нужен!))
P,S. Если хотите организаторов "мавзолея для надутого гелием шарика", можно вместо кучи ниток первого пункта создать давление в резервуаре, так, чтобы компенсировать давление стенок шарика на газ внутри него. Т.е., чтоб резина не выталкивала газ из шарика)) Но тут все дело в наличествующем оборудовании - возможно именно система с нитками им покажется менее затратной))
Q1 = c·m1·(t2 - t1) = 4200·m1·(60-10) = (210 000 ·m1 )Дж = (0,210·m1) МДж (здесь 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды.
Количество теплоты при сгорании каменного угля:
Q2 = q·m2 = 30·10⁶ ·40 = 1200 MДж
КПД = Q1·100% / Q2
КПД = 0,210·m1*100 / 1200
Отсюда:
40=0,210·m1*100 / 1200
m1 ≈ 2 900 кг или 2,9 тонн
Задача 2
При сгорании березовых дров выделилось
Q1 = 0,600 · 8,3·10⁶ = 4,98 МДж
На нагревание воды пошло
Q2 = 0,25·4,98 ≈ 1,25 МДж
Количество теплоты на нагревание воды:
Q3 = 4200·m3·(100-10) ≈ 0,38·m3 Мдж
Но Q2=Q3. тогда:
m3 = 1,25 / 0,38 ≈ 3,3 кг воды