Задание 24 ЕГЭ по физике · 33447A
Объём пузырька при подъёме
Со дна озера, имеющего глубину H=20 м, медленно поднимается пузырёк воздуха. У дна озера пузырёк имел объём V1 =1 мм3. Определите объём пузырька V2 на расстоянии h = 1 м от поверхности воды. Давление воздуха на уровне поверхности воды равно нормальному атмосферному давлению. Силы поверхностного натяжения не учитывать, температуры воды и воздуха в пузырьке считать постоянными.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Пузырёк медленно поднимается, а температура воздуха внутри него постоянна. Поэтому процесс можно считать изотермическим и применить закон Бойля–Мариотта.
p1V1=p2V2
Давление на дне озера складывается из атмосферного давления и гидростатического давления столба воды высотой H.
p1=p0+ρgH
В конечном состоянии пузырёк находится на глубине h=1 м от поверхности воды, поэтому его давление равно:
p2=p0+ρgh
Подставим значения p0=105 Па, ρ=1000 кг/м3 и g=10 м/с2.
p1=105+1000⋅10⋅20=3,0⋅105 Па
Давление в конечном положении пузырька равно:
p2=105+1000⋅10⋅1=1,1⋅105 Па
Из закона Бойля–Мариотта найдём конечный объём пузырька:
V2=V1p1p2=1⋅3,0⋅1051,1⋅105 мм3≈2,7 мм3
p1V1=p2V2
Давление на дне озера складывается из атмосферного давления и гидростатического давления столба воды высотой H.
p1=p0+ρgH
В конечном состоянии пузырёк находится на глубине h=1 м от поверхности воды, поэтому его давление равно:
p2=p0+ρgh
Подставим значения p0=105 Па, ρ=1000 кг/м3 и g=10 м/с2.
p1=105+1000⋅10⋅20=3,0⋅105 Па
Давление в конечном положении пузырька равно:
p2=105+1000⋅10⋅1=1,1⋅105 Па
Из закона Бойля–Мариотта найдём конечный объём пузырька:
V2=V1p1p2=1⋅3,0⋅1051,1⋅105 мм3≈2,7 мм3
Пример ответа
Объём пузырька на глубине 1 м от поверхности воды: V2 ≈ 2,7 мм3.
Источник: Открытый банк ФИПИ 33447A
Похожие задания
24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F5292
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.