Уравнение Клапейрона–Менделеева: p*V = m*R*T/μ V = m*R*T/(μ*p) Здесь: p = 1,4 кПа = 1400 Па – давление газа; V – объём газа, м³ (надо найти); m = 20 г = 0,02 кг – масса газа; R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная; T = 27 °C = 300 К – температура газа, К; μ = 32 г/моль = 0,032 кг/моль – молярная масса газа. Буду писать величины в СИ (все величины перевёл в СИ выше), значит и ответ получится в СИ, т.е. в м³ (сами единицы измерения не буду писать для простоты восприятия): V = 0,02*8,314*300/(0,032*1400) ≈ 1,11 м³.
ρ₁ = 7874 кг/м³ -- плотность железа (по справочным таблицам)
ρ₂ = 997 кг/м³ -- плотность воды (по справочным таблицам)
g = 9,8 Н/кг
Найти: F
На болванку с одной стороны действует сила тяжести, направленная вниз и равная F₁ = m·g, а с другой -- сила Архимеда, направленная вверх и равная F₂ = ρ₂·g·V = m·g·ρ₂/ρ₁ (где V = m / ρ₁ -- объем вытесненной воды).
Чтобы поднять болванку на поверхность, необходимо приложить силу F таким образом, чтобы равнодействующая приложенных к болванке сил была направлена вверх.
Введем координатную ось и направим ее вертикально вверх. Тогда условие подъема болванки можно записать следующим образом:
p*V = m*R*T/μ
V = m*R*T/(μ*p)
Здесь:
p = 1,4 кПа = 1400 Па – давление газа;
V – объём газа, м³ (надо найти);
m = 20 г = 0,02 кг – масса газа;
R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная;
T = 27 °C = 300 К – температура газа, К;
μ = 32 г/моль = 0,032 кг/моль – молярная масса газа.
Буду писать величины в СИ (все величины перевёл в СИ выше), значит и ответ получится в СИ, т.е. в м³ (сами единицы измерения не буду писать для простоты восприятия):
V = 0,02*8,314*300/(0,032*1400) ≈ 1,11 м³.
F > 333,8 Н (направлена вверх)
Объяснение:
Дано:
m = 39 кг -- масса болванки
ρ₁ = 7874 кг/м³ -- плотность железа (по справочным таблицам)
ρ₂ = 997 кг/м³ -- плотность воды (по справочным таблицам)
g = 9,8 Н/кг
Найти: F
На болванку с одной стороны действует сила тяжести, направленная вниз и равная F₁ = m·g, а с другой -- сила Архимеда, направленная вверх и равная F₂ = ρ₂·g·V = m·g·ρ₂/ρ₁ (где V = m / ρ₁ -- объем вытесненной воды).
Чтобы поднять болванку на поверхность, необходимо приложить силу F таким образом, чтобы равнодействующая приложенных к болванке сил была направлена вверх.
Введем координатную ось и направим ее вертикально вверх. Тогда условие подъема болванки можно записать следующим образом:
F – F₁ + F₂ > 0
F > F₁ – F₂ = m·g – g·m·ρ₂/ρ₁ = m·g·(1 – ρ₂/ρ₁) = 39 · 9,8 · (1 – 997 / 7874) ≈ 333,8 Н