2017-04-19
Аквалангист берет с собой для подводного плавания баллоны со сжатым воздухом объемом $V = 20 л$. Найтн разность времени пребываня аквалангиста на глубинах 5 и 25 м, считая, что масса воздуха, потребляемая им в этих условиях, остается такой же, как и без акваланга. В обычных условиях человек делает 20 вздохов в минуту, потребляя при каждом вздохе $V_{1} = 2,5 л$ воздуха. Газовая постоянная равна $R = 8,31 Дж/(моль \cdot К)$, температуру считать постоянный.
Решение:
Разница во времени определяется различием в массах воздуха, остающихся в баллонах на глубине 5 м (под давлением 1,5 атм) и на глубине 25 м (3,5 атм). Разность этих масс
$\Delta m = \mu \Delta PV/(RT) = \frac{29 \cdot 10^{-3} \cdot 10^{5} \cdot 2,5 \cdot 10^{-3} \cdot 20}{8,31 \cdot 290} \approx 0,05 кг$.
Расход воздуха для дыхания аквалангиста
$\Delta m_{1} = 20 \cdot \mu P_{0} V_{1}/(RT) = \frac{29 \cdot 10^{-3} \cdot 10^{5} \cdot 2,5 \cdot 10^{-3} \cdot 20}{8,31 \cdot 290} = 0,06 кг/мин$.
Разность времени $\Delta m/ \Delta m_{1} \approx 50 сек$.