შეკითხვა:

გამოთვალეთ ტბის სიღრმე, თუ ფსკერიდან ზედაპირზე ამოსვლისას ჰაერის ბუშტის მოცულობა 3 – ჯერ გაიზარდა. ჩათვალეთ რომ წყლის ფსკერსა და ზედაპირზე ტემპერატურა ერთნაირია. ატმოსფერული წნევა ნორმალურია.

პასუხი:

საკითხი აღებულია იდეალური აირის კანონებიდან, კერძოდ ე. წ. იზოთერმული პროცესის აღმწერი ბოილ-მარიოტის კანონის შესახებ:

მოც:  T = const

V= 3V

P2 = P ≈ 10პა --------- ატმოსფერული წნევაა წყლის ზედაპირზე (პირობის თანახმად იგი ნორმალერად უნდა ჩაითვალოს)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

საპოვნელია ტბის სიღრმე  h = ?

ბოილ- მარიოტის კანონის თანახმად იზოთერმული პროცესისათვის P1V1 =P2V= P2(3V1) , საიდანაც  P1 = 3P0 = 3•105 პა ----ბუშტულაკში არსებული ჰაერის წნევაა ტბის ფსკერზე, რომელიც თავის მხრივ წყლის სვეტით გამოწვეული წნევისა(ე.წ. ჰიდროსტატიკური წნევა  - \(P=\rho gh\)  ) და ატმოსფერული წნევათა ჯამის ტოლია:  \(P_{1}=\rho gh+P_{0}\)   საიდანაც შეგვიძლია ტბის სიღრმის გამოთვლა:   \(h=\frac{P_{1}-P_{0}}{\rho g}=\frac{2P_{0}}{\rho g}\)

სადაც \(\rho\) = 1000 კგ/მ3 - წყლის  სიმკვრივეა ,  ხოლო  g = 10 მ/წმ2 -- თავისუფალი ვარდნის აჩქარებაა. რიცხვითი მონაცემების გათვალისწინებით

h = 20მ