Со дна озера, имеющего глубину H = 25 м, медленно поднимается пузырёк воздуха. Определите объём пузырька V1 у дна озера, если на расстоянии h = 5 м от поверхности воды пузырёк имел объём V2 = 7 мм3. Давление воздуха на уровне поверхности воды = нормальному атмосферному давлению. Силу поверхностного натяжения не учитывать, температуры воды в озере и воздуха в пузырьке считать постоянными.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Давление воздуха внутри пузырька = внешнему давлению со стороны воды. Значит, давление воздуха в пузырьке в двух состояниях равны:
$p_1=\rho gH + p_a$
$p_2=\rho gh + p_a$
Так как температура воды в озере постоянна, то изменение объема воздуха в пузырьке происходит изотермически при неизменной массе. По закону Бойля — Мариотта $p_1V_1=p_2V_2$ откуда находим объем воздуха в пузырьке, находящемся у дна
$V_1= $\frac{( \rho gh + p_a ) V_2}{\rho gH + p_a}$ = $\frac{( 10 ^3 \cdot 10 \cdot 5 + 10 в степени 5 ) \cdot 7}{10 ^3 \cdot 10 \cdot 25 + 10 в степени 5}$ =3мм ^3$
Ответ: 3 мм3.
$p_1=\rho gH + p_a$
$p_2=\rho gh + p_a$
Так как температура воды в озере постоянна, то изменение объема воздуха в пузырьке происходит изотермически при неизменной массе. По закону Бойля — Мариотта $p_1V_1=p_2V_2$ откуда находим объем воздуха в пузырьке, находящемся у дна
$V_1= $\frac{( \rho gh + p_a ) V_2}{\rho gH + p_a}$ = $\frac{( 10 ^3 \cdot 10 \cdot 5 + 10 в степени 5 ) \cdot 7}{10 ^3 \cdot 10 \cdot 25 + 10 в степени 5}$ =3мм ^3$
Ответ: 3 мм3.
Правильный ответ:
3 мм3
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102830 • Задание №3
Шарик массой 100 г падает с некоторой высоты без начальной скорости. К моменту падения на землю потеря полной ...
ID 106115 • Задание №14
Луч света идет в воде, падает на плоскую границу раздела «вода — воздух» и целиком отражается от границы разд...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №24 по предмету Физика:
ID 108096
Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу ...
ID 108097
Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен гелием. Какова масса ге...
ID 108098
Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной част...
ID 108099
[рис.] Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M = 145 кг и объем V = 230 м3, наполняе...
ID 108100
[рис.] В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под поршнем массой m = 10 кг ...