delta 1403 wyśw. 03-12-2020 20:33

82.2/85 Kurs maturalny fizyka

Stalowy dzwon (keson) o masie 10,2 t w kształcie walca jest opuszczany

w kierunku dna głębokiego zbiornika wodnego. Wysokość walca wynosi 2,5 m,

a jego średnica zewnętrzna 1,5 m. Ścianki tego walca mają grubość 10 cm.

Gęstość wody w całym zbiorniku jest stała i wynosi 

 1000kg/m^3 , gęstość stali  7800 kg/m^3. Ciśnienie powietrza przy powierzchni zbiornika wynosi 1000 hPa, a jego

temperatura 20°C. Temperatura wody w zbiorniku na głębokości 300 m wynosi 4°C. Można

założyć, że powietrze wewnątrz dzwonu zachowuje się jak gaz doskonały. 

Proszę o pomoc z zadaniem 82.3 i 82.4. Nie wiem jak się do nich zabrać:(

dzwon Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
Zaloguj się lub zarejestruj, by móc dodawać komentarze.
s.gugula 04-12-2020 13:40

82.3 - Ciśnienie na pewnej głębokości w wodzie to: p = pat + ro*g*h, gdzie h to głębokość zanurzenia. Będzie to więc wykres funkcji liniowej, rosnącej, przyjmującej dla h = 0 wartość ciśnienia równą p = pat = 1000 hPa (bo na powierzchni jest 1000 hPa).

82.4 - trzeba zauważyć, że powietrze wewnątrz dzwonu zachowuje się jak gaz doskonały i poddawane jest tam pewnym przemianom. Możemy założyć, że jego ilość się nie zmienia (jeśli dzwon jest powoli opuszczany i powietrze nie ucieka na powierzchnię to jest to jak najbardziej dobre założenie), a zatem zgodnie z równaniem Clapeyrona możemy zapisać, że pV/T = const. Czyli p1V1/T1 = p2V2/T2, gdzie 1 - odpowiada sytuacji gdy dzwon jest na powierzchni, a 2 gdy jest już przy dnie. Jeśli obliczymy objętość powietrza V2 to będziemy mieli również wysokość x, bo będzie to po prostu wysokość walca o objętości V2. Możemy w ogóle zapisać sobie V2 jako V2 = S*x, gdzie S to pole podstawy walca, analogicznie zapiszmy V1 jako V1 = S*hw, gdzie hw = 2,5 m (wysokość walca). Wyznaczamy więc z r. Clapeyrona: V2 = V1*(p1T2/p2T1), a zatem: S*x = S*hw*(p1T2/p2T1), a stąd: x = hw*(p1T2/p2T1).  p2 obliczamy analogicznie jak w podpunkcie poprzednim, czyli p2 = pat +ro*g*H. p1 = pat. T1 = 293 K. T2 = 277 K.  hw = 2,5 m. x powinno wyjść ok. 0,076 m.

delta 07-12-2020 17:40

I nagle wszystko wydaje się takie proste... Dziękuję za pomoc