Со дна озера, имеющего глубину , медленно поднимается пузырёк воздуха. У дна озера пузырёк имел объём . Определите объём пузырька на глубине от поверхности воды. Давление воздуха на уровне поверхности воды равно нормальному атмосферному. Силы поверхностного натяжения не учитывать, температуры воды и воздуха в пузырьке считать постоянными.
Решение:
-
Давление на глубине равно сумме атмосферного и гидростатического давлений: где — плотность воды, — ускорение свободного падения, — атмосферное давление.
-
Для глубины аналогично:
-
Воздух в пузырьке считаем идеальным; при медленном подъёме температура постоянна, поэтому выполняется закон Бойля–Мариотта:
Подставляя выражения для и , получаем формулу для объёма пузырька на глубине :
Подставляя численные значения из условия и табличные и : Ответ: