Question

У скільки разів зросте об'єм повітряної бульбашки яка спливає на поверхню води з глибини 5 м? Атмосферний тиск дорівнює 100кПа.Густина води 1000 кг/м3.

Answer 1

Давление воды на глубине 5 м равно Pв=pgh, p- плотность воды.
Полное давление в пузырьке равно P=P0+Pв, где P0 - атмосферное давление.
Давление и объём пузырька на глубине обозначим P1 и V1, а на поверхности P2 и V2.
Так ка температура воды не меняется, то имеем изотермический процесс:
P1V1=P2V2;
V2/V1=(P1/P2);
V2/V1=(100000+1000*10*5)/100000;
V2/V1=1.5
Ответ: объём возрастёт в 1,5 раза.

Answer 2

Об'єм повітряної бульбашки, яка спливає на поверхню води з глибини 5 м, збільшується в 25 разів.

Це відбувається через те, що при підйомі бульбашки до поверхні води, вона стикається з тиском води, який збільшується з глибиною. Коли бульбашка досягає поверхні води, тиск води дорівнює атмосферному тиску.

Таким чином, об'єм бульбашки збільшується, оскільки вона повинна "перебити" цей додатковий тиск води. Згідно з законом Бойля-Маріотта, об'єм газу, який стикається з тиском, збільшується в 25 разів.

Отже, об'єм повітряної бульбашки, яка спливає на поверхню води з глибини 5 м, збільшується в 25 разів .