Замороженный лед содержал в себе достаточно большое количество пузырьков воздуха, т. е. был пористым. его накололи мелкими кусками и заполнили ими цилиндрический сосуд объемом v1 =2 литра. затем куски пористого льда, придерживая так, чтобы они не всплывали, залили полностью водой, для чего потребовалось v2 =0,8 л воды. после того как лед растаял, уровень воды в сосуде понизился на h =23мм. определите объемную долю пузырьков воздуха в пористом льде(объемная доля равна отношению объема пузырьков воздуха к объёму пористого льда). плотность непористого льда p л =900кг|м^3, плотность воды p в = 1000 кг|м^3, площадь поперечного сечения сосуда s = 60 cм^2.
V - объем пористого льда
V_возд - объем пузырьков воздуха в пористом льде
V_воды - объем воды, используемой для заполнения сосуда
V_льда - объем непористого льда
V_льда_лиш - объем льда, пропавший после его полного растапливания
h - понижение уровня воды в сосуде
v1 - начальный объем сосуда
v2 - объем воды, используемый для заполнения сосуда
p_льда - плотность непористого льда
p_воды - плотность воды
S - площадь поперечного сечения сосуда
Также, мы знаем, что объем пористого льда V равен сумме объема воздуха в пористом льде (V_возд) и объема непористого льда (V_льда):
V = V_возд + V_льда
Из условия задачи мы знаем, что объем воздуха в пористом льде равен объему воды, используемой для заполнения сосуда:
V_возд = V_воды
Также, мы можем выразить объем непористого льда через начальный объем сосуда и объем воды, используемый для заполнения сосуда:
V_льда = v1 - V_воды
Для определения объемной доли пузырьков воздуха в пористом льде (обозначим ее f), мы должны узнать, какой объем занимает вода и пузырьки воздуха после полного растапливания льда. Объем воды в сосуде после растапливания льда равен объему начального сосуда за вычетом объема пузырьков воздуха:
V_воды_после = v1 - V_возд
Таким образом, объем непористого льда, растаявшего в воду, равен объему воды после растапливания льда:
V_льды_лиш = V_воды_после
По условию задачи, мы узнали, что уровень воды в сосуде понизился на h мм после растапливания льда. Мы можем использовать эту информацию для определения объема льда, растаявшего в воду. Для этого необходимо знать площадь поперечного сечения сосуда S:
V_льды_лиш = h * S
Теперь мы можем объединить все переменные и выразить объемную долю пузырьков воздуха в пористом льде:
f = V_возд / V
Подставляя соответствующие значения, получим окончательный ответ на задачу.