При равном объеме шариков, выталкивающая сила, действующая на них, равна:
Fa = ρgV , где ρ - плотность жидкости.
Шарики находятся в равновесии (плавают в воде), поэтому их вес уравновешен выталкивающей силой.
Таким образом, на глубину погружения шариков в воду влияет только их вес: P₁ = m₁g = ρ₁Vg - парафин
P₂ = m₂g = ρ₂Vg - дуб
P₃ = m₃g = ρ₃Vg - пробка
Так как ρ₃ < ρ₂ < ρ₃, то: Р₃ < P₂ < P₁ => глубина погружения в воду из всех трех шариков будет максимальной у шарика из парафина, минимальной - у шарика из пробки.
ответ: на большую глубину погрузится шарик из парафина
N ≈ 1.57·10²³
Объяснение:
T = 315 K
<v> = 320 м/c
m = 20 г = 0,02 кг
Na = 6.022·10²³ 1/моль - постоянная Авогадро
R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная
N - ?
По закону Клапейрона-Менделеева
pV = νRT
(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)
ν = N/Na
pV = NRT/Na (1)
Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как
р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)
n = N/V; m₀ = m/N
Тогда
nm₀ = m/V
р = m<v>²/3V
и
pV = m<v>²/3 (2)
Приравняем правые части уравнений (1) и (2)
NRT/Na = m<v>²/3
и выразим отсюда N
N = m<v>²Na/3RT
N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)
N ≈ 1.57·10²³
Плотность: парафина - ρ₁ = 900 кг/м³
дуба - ρ₂ = 700 кг/м³
пробки - ρ₃ = 240 кг/м³
При равном объеме шариков, выталкивающая сила, действующая на них, равна:
Fa = ρgV , где ρ - плотность жидкости.
Шарики находятся в равновесии (плавают в воде), поэтому их вес уравновешен выталкивающей силой.
Таким образом, на глубину погружения шариков в воду влияет только их вес: P₁ = m₁g = ρ₁Vg - парафин
P₂ = m₂g = ρ₂Vg - дуб
P₃ = m₃g = ρ₃Vg - пробка
Так как ρ₃ < ρ₂ < ρ₃, то: Р₃ < P₂ < P₁ => глубина погружения в воду из всех трех шариков будет максимальной у шарика из парафина, минимальной - у шарика из пробки.
ответ: на большую глубину погрузится шарик из парафина