Какой объем воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки, если воздухом под давлением 120 атм заполнен резервуар

Тема занятия: Архимедов принцип и вычисление объема воды, вытесненной из цистерны подводной лодки

Объяснение: Архимедов принцип утверждает, что любое тело, погруженное в жидкость, получает всплывающую силу, равную весу вытесненной жидкости. Исходя из этого принципа, мы можем вычислить объем воды, вытесненной из резервуара подводной лодки.

Для начала нам необходимо определить давление воздуха на глубине 30 метров. По формуле гидростатического давления, давление равно плотности жидкости умноженной на ускорение свободного падения и на высоту. В данном случае, плотность воды принимается равной 1000 кг/м³, а ускорение свободного падения равно 9.8 м/с². Таким образом, давление воздуха на глубине 30 метров составляет 294 000 Па или 294 атм.

Зная давление воздуха, заполняющего резервуар, мы можем вычислить объем вытесненной воды. По формуле идеального газа, объем газа пропорционален количеству вещества и температуре. При условии, что температура остается постоянной, масса газа, вытесняющего воду, пропорциональна давлению.

Мы знаем, что объем резервуара составляет 20 литров, что равно 0.02 м³. Следовательно, объем вытесненной воды будет также равен 0.02 м³, так как объем газа и вытесненной жидкости равны.

Таким образом, объем воды, вытесненной из цистерны подводной лодки, составляет 0.02 м³ или 20 литров.

Дополнительный материал: Найдите объем воды, вытесненной из резервуара подводной лодки, заполненного воздухом под давлением 120 атм на глубине 30 метров.

Совет: Для более лучшего понимания принципа Архимеда и вычисления объема вытесненной жидкости, рекомендуется изучить связанные темы, такие как законы Архимеда, формулы газов и гидростатическое давление.

Ещё задача: Как изменится объем вытесненной воды, если резервуар будет заполнен воздухом под давлением 180 атм на той же глубине? (Предполагается, что все условия остаются постоянными, за исключением давления воздуха)