Question

Визначте, у скільки разів збільшується об'єм повітряної бульбашки, яка спливає з глибини 15 м до поверхні озера. Уважайте, що температура стала, атмосферний тиск дорівнює 100 кПа, 8 = 10 м/с2, густина води становить 1000 кг/м. Поверхневим натягом знехтуйте. ​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:
абсолютное давление на поверхности составляет p₀=100 кПа

абсолютное давление на глубине 15 м составляет 250 кПа
p=p₀+ρgh = 100 кПа + 1000 кг/м³ * 10 Н/кг * 15 м = 250 кПа

p₀,V₀,T - на поверхности
p,V,T - на глубине 15 м

pV/T = p₀V₀/T
давление обратно пропорционально объему, температура постоянна.
значит при всплытии давление уменьшилось в 2,5 раза а объем увеличился в 2,5 раза
V₀/V = p/p₀ =  250 кПа / 100 кПа = 2,5

Answer 2

Для визначення, у скільки разів збільшується об'єм повітряної бульбашки, яка спливає з глибини 15 м до поверхні озера, ми можемо скористатися законом Бойля-Маріотта, який стверджує, що при постійній температурі об'єм газу зворотно пропорційний до тиску, якому він піддається.

За даними, які надані, ми маємо: - Глибина: 15 м - Атмосферний тиск: 100 кПа - Прискорення вільного падіння: 10 м/с² - Густина води: 1000 кг/м³

Обчислення тиску на глибині:

Тиск на певній глибині в рідині можна обчислити за формулою: P = P₀ + ρgh де: - P₀ - атмосферний тиск (100 кПа) - ρ - густина рідини (1000 кг/м³) - g - прискорення вільного падіння (10 м/с²) - h - глибина (15 м)

Підставляючи значення, отримуємо: P = 100 кПа + (1000 кг/м³) * (10 м/с²) * (15 м) = 100 кПа + 150000 Па = 250 кПа

Застосування закону Бойля-Маріотта:

Закон Бойля-Маріотта стверджує, що при постійній температурі об'єм газу зворотно пропорційний до тиску, якому він піддається. Тобто, якщо тиск збільшується вдвічі, то об'єм газу зменшується вдвічі.

У нашому випадку, бульбашка повітря знаходиться під тиском 250 кПа на глибині 15 м. Коли вона спливає до поверхні озера, тиск на неї зменшується до атмосферного тиску, який дорівнює 100 кПа.

Отже, об'єм повітряної бульбашки збільшується вдвічі, оскільки тиск зменшується вдвічі.

Відповідь: Об'єм повітряної бульбашки збільшується вдвічі.