Газ в упругой оболочке при температуре 350 кельвин и давлении 100кПа занимает объем 12 л. Какой объем займет газ под водой на глубине 20 м, при Т(2)=280К. Ответ дать в литрах.
Пожалуйста помогите, моя четвертная по физике умирает
Ответы
Ответ:
Чтобы решить данную задачу, нужно использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит:
P1 * V1 = P2 * V2,
где P1 и V1 - исходное давление и объем газа, P2 и V2 - новое давление и объем газа.
Исходные данные:
P1 = 100 кПа,
V1 = 12 л,
Т1 = 350 K,
Т2 = 280 K,
g = 9.8 м/с^2 (ускорение свободного падения).
Давление на глубине можно вычислить с помощью формулы:
P2 = P1 + ρ * g * h,
где ρ - плотность жидкости, h - глубина.
Плотность воды при температуре 280 K составляет 997 кг/м^3. Массу можно найти, умножив плотность на объем:
m = ρ * V1.
Находим новое давление:
P2 = P1 + (m * g) / (V1 * S),
где S - площадь сечения контейнера с газом.
Объем газа под водой можно найти через объем исходного газа и новое давление:
V2 = (P1 * V1 * T2) / (P2 * T1).
Переводим ответ в литры:
V2_liters = V2 * 1000.
Подставляем значения:
ρ = 997 кг/м^3,
h = 20 м,
S = V1,
m = ρ * V1 = 997 кг/м^3 * 12 л = 0,012 л.
Вычисляем новое давление:
P2 = P1 + (m * g) / (V1 * S) = 100 кПа + (0,012 кг * 9,8 м/с^2) / (12 л * 12 л) = 100 кПа + 0,0098 Па = 100 кПа.
Вычисляем новый объем:
V2 = (P1 * V1 * T2) / (P2 * T1) = (100 кПа * 12 л * 280 К) / (100 кПа * 350 К) = 33,6 л.
Итак, газ под водой на глубине 20 м, при температуре 280 К, займет объем 33,6 литров.