Để giải bài toán này, chúng ta cần biết rằng khối lượng riêng của không khí (D) có thể được tính dựa trên nhiệt độ của không khí. Công thức tính khối lượng riêng của không khí ở một nhiệt độ nhất định là:
\[ D = D_0 \cdot \left( 1 - \frac{T}{T_0} \right) \]
Trong đó:
- \( D_0 \) là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 0 độ C, khoảng 1,293 kg/m³.
- \( T_0 \) là nhiệt độ tuyệt đối (Kelvin) ở 0 độ C, tức là 273,15 K.
- \( T \) là nhiệt độ môi trường (được tính bằng Kelvin).
Bây giờ, chúng ta sẽ tính khối lượng riêng của không khí ngoài sân (D2) và trong nhà (D1).
1. Tính nhiệt độ ngoài sân:
\[ T_2 = 42 + 273,15 = 315,15 \, K \]
Tính khối lượng riêng ngoài sân:
\[ D_2 = 1,293 \cdot \left( 1 - \frac{315,15}{273,15} \right) \]
2. Tính nhiệt độ trong nhà:
\[ T_1 = 27 + 273,15 = 300,15 \, K \]
Tính khối lượng riêng trong nhà:
\[ D_1 = 1,293 \cdot \left( 1 - \frac{300,15}{273,15} \right) \]
Chúng ta biết rằng:
\[ D_1 - D_2 = 0,086 \, kg/m^3 \]
Từ đó, ta có thể viết:
\[ D_1 = D_2 + 0,086 \]
Giải quyết các phương trình này, ta sẽ tìm được giá trị của \( D_1 \).
Bây giờ, tính \( D_2 \) và \( D_1 \):
1. Tính \( D_2 \):
\[ D_2 = 1,293 \cdot \left( 1 - \frac{315,15}{273,15} \right) \approx 1,293 \cdot (-0,1535) \approx 0,198 \, kg/m^3 \]
2. Tính \( D_1 \):
\[ D_1 = D_2 + 0,086 = 0,198 + 0,086 \approx 0,284 \, kg/m^3 \]
Cuối cùng, để tính chính xác hơn:
Áp dụng công thức đầy đủ để tính giá trị chính xác của \( D_1 \) và làm tròn đến 2 chữ số sau dấu phẩy:
\[ D_1 \approx 1,293 \cdot \left( 1 - \frac{300,15}{273,15} \right) \]
Sau khi tính toán, bạn sẽ nhận được kết quả là:
\[ D_1 \approx 1,293 \cdot (1 - 1,099) \approx 1,293 \cdot (-0,099) \]
Kết quả cuối cùng là:
\[ D_1 \approx 1,194 \, kg/m^3 \]
Vậy, giá trị của \( D_1 \) (khối lượng riêng không khí trong nhà) là:
\[ \boxed{1,19 \, kg/m^3} \]