Для решения этой задачи мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое записывается в виде:
\[ \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} \]
где:
- \(P_1\), \(V_1\), \(T_1\) — давление, объём и температура (в Кельвинах) первого состояния,
- \(P_2\), \(V_2\), \(T_2\) — давление, объём и температура второго состояния.
Сначала переведем температуру в Кельвины:
- \(T_1 = 27^\circ C = 27 + 273.15 = 300.15 \, K\)
- \(T_2 = 33^\circ C = 33 + 273.15 = 306.15 \, K\)
Теперь подставим известные значения:
- \(P_1 = 10^3 \, Pa\)
- \(V_1 = 500 \, m^3\)
- \(P_2 = 5 \times 10^5 \, Pa\)
Теперь мы можем решить уравнение:
\[ \frac{(10^3) \times (500)}{300.15} = \frac{(5 \times 10^5) \times V_2}{306.15} \]
Упрощаем и решаем уравнение относительно \(V_2\):
\[ \frac{500 \times 10^3}{300.15} = \frac{5 \times 10^5 \times V_2}{306.15} \]
Перемножим обе стороны уравнения для изолирования \(V_2\):
\[ V_2 = \frac{(500 \times 10^3) \times 306.15}{(10^3) \times 300.15 \times 5 \times 10^5} \]
Сократим на \(10^3\):
\[ V_2 = \frac{500 \times 306.15}{300.15 \times 5} \]
Теперь численно подставим значения и вычислим:
- Вычислим \(500 \times 306.15 = 153075\).
- Вычислим \(300.15 \times 5 = 1500.75\).
- Поделим:
\[ V_2 = \frac{153075}{1500.75} \approx 101.49 \, m^3 \]
Таким образом, объём воздушного шара при новых условиях составит примерно \(101.49 \, m^3\).