Воздушный пузырь всплывает в озере. радиус пузыря ** глубине 70 м - 1 мм. каким станет...

0 голосов
81 просмотров

Воздушный пузырь всплывает в озере. радиус пузыря на глубине 70 м - 1 мм. каким станет радиус пузыря возде поверхности воды если его температура одинакова на всех глубинах?


Физика (15 баллов) | 81 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ
  • Поскольку температура одинакова (T=\mathrm{const}), то по закону Бойля-Мариотта для газа внутри пузыря выполняется условие pV=\mathrm{const}
  • Обозначим положение 1 пузыря его положением на глубине h, а положением 2 - его положение у поверхности воды
  • На глубине на пузырь будет действовать атмосферное давление p_0 с давлением столба жидкости плотностью \rho

p_1=p_0+\rho gh

  • На поверхности же на пузырь давит только атмосферное

p_2=p_0

  • На глубине пузырь имел радиус r, а на поверхности будет иметь R

V_1=\dfrac{4}{3}\pi r^3\bigskip\\V_2=\dfrac{4}{3}\pi R^3

  • Воспользуемся полученным ранее условием pV=\mathrm{const}

p_1 V_1=p_2 V_2\, ,\medskip\\\left(p_0+\rho gh\right)\dfrac{4}{3}\pi r^3=p_0\cdot\dfrac{4}{3}\pi R^3\, ,\medskip\\ R=r\sqrt[3]{\dfrac{p_0+\rho g h}{p_0}}

  • Подставим значения и найдём численный ответ

R=1\,\mathrm{mm}\cdot\sqrt[3]{\dfrac{10^5\,\mathrm{Pa}+7\cdot 10^5\,\mathrm{Pa}}{10^5\,\mathrm{Pa}}}=1\,\mathrm{mm}\cdot\sqrt[3]{8}=2\,\mathrm{mm}

Ответ. 2\,\mathrm{mm}

(1.9k баллов)