Надо знать плотность водорода и воздуха.
Допустим плотность водорода 0,0000899 г/куб.см = 0.0899 кг/куб.м.,
а воздуха - 1,2929 кг/куб.м.
Вес водорода в шаре P1 = 10 куб.м. * 0.0899 кг/куб.м. = 0.899 кг
То есть полный вес шара 0.899 + 0.6 кг = 1.499 кг
Вес вытесненного шаром воздуха P2 = 10*1,2929 = 12.2929 кг
Чтобы шар не падал, его вес должен быть равен весу вытесненного воздуха.
Если шар будет легче, то он будет взлетать. Разница в весе вытесненного воздуха и весе шара есть вес аппаратуры, которую на него можно прицепить:
12.2929 - 1.499 = 10.7939 кг
Для начала переведём всё в систему СИ: 1,2 МПа = 1,2*10⁶ Па; 20 % = 0,2
Парциальное давление одного идеального газа в смеси разных идеальных газов по определению равно давлению, которое будет оказываться, если он одиночку занимает тот же объём при той же температуре как и вся смесь.
Закон Дальтона: общее давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений каждого газа в смеси. В данном случае: P(смеси) = P(кислорода) + P(азота).
P(кислорода) - парциальное давление кислорода.
P(азота) - парциальное давление азота.
Мольная доля компонентов идеального газа в газовой смеси равна отношению его парциального давления к давлению смеси. В данном случае азота и кслорода:
ω(кислорода) = Р(кислорода)/Р(смеси). Отсюда Р(кислорода) = ω(смеси)*Р(смеси).
Р(кислорода) = 0,2*1,2*10⁶ = 0,24*10⁶ Па = 240000 Паскаль.
Так как 20 % смеси сотовляет кислород, то остальное азот т.е. 80 % = 0,8. Тогда
ω(азота) = Р(азота)/Р(смеси)
Р(азота) = 0,8*1,2*10⁶ = 0,96*10⁶ Па = 960000 Паскаль.
