Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5431
2017-11-26 
На планете Олимптурия-2 температура воды в море Победителей составляет зимой $t_{1} = 20^{ \circ} C$, а летом — $t_{2} = 1000^{ \circ} C$. В качестве высшей меры поощрения победителей второго тура олимпиады по физике в феврале сажают в водолазный колокол (сосуд без дна) и опускают на дно моря Победителей. Многолетние наблюдения показали, что при подъёме победителей через шесть месяцев после погружения на глубине $H = 14 м$ из-под колокола начинают выходить пузыри. Чему равно атмосферное давление на Олимптурии-2, если известно, что в течение года оно практически не меняется? Считать, что дыхание победителя не изменяет состав газовой смеси под колоколом.
Решение:
При решении этой задачи необходимо учесть наличие дополнительного давления, создаваемого под колоколом насыщенными парами воды. Если зимой вклад этого давления пренебрежимо мал, то летом (при температуре воды $100^{ \circ} C$) он оказывается равным атмосферному давлению на Земле. Пузыри начнут выходить из-под колокола в тот момент, когда смесь газа и насыщенных паров воды займёт всё пространство под ним. При этом его суммарное давление должно равняться давлению воды на глубине $h, p_{0} + p_{2} = \rho gh + p_{A}$. Перед погружением колокола весь его внутренний объём был занят атмосферным газом, поэтому справедливо будет соотношение $p_{A} = p_{1}$. Поскольку объём под колоколом практически не изменяется, для парциального давления находящегося под ним газом Олимптурии выполняется закон Шарля, $p_{2}/T_{2} = p_{1}/T_{1}$.
Ответ. Атмосферное давление на планете равно $p_{A} = ( \rho gh - p_{0}) T_{1} /(T_{2} - T_{1})$.
На планете Олимптурия-2 температура воды в море Победителей составляет зимой $t_{1} = 20^{ \circ} C$, а летом — $t_{2} = 1000^{ \circ} C$. В качестве высшей меры поощрения победителей второго тура олимпиады по физике в феврале сажают в водолазный колокол (сосуд без дна) и опускают на дно моря Победителей. Многолетние наблюдения показали, что при подъёме победителей через шесть месяцев после погружения на глубине $H = 14 м$ из-под колокола начинают выходить пузыри. Чему равно атмосферное давление на Олимптурии-2, если известно, что в течение года оно практически не меняется? Считать, что дыхание победителя не изменяет состав газовой смеси под колоколом.
Решение:
При решении этой задачи необходимо учесть наличие дополнительного давления, создаваемого под колоколом насыщенными парами воды. Если зимой вклад этого давления пренебрежимо мал, то летом (при температуре воды $100^{ \circ} C$) он оказывается равным атмосферному давлению на Земле. Пузыри начнут выходить из-под колокола в тот момент, когда смесь газа и насыщенных паров воды займёт всё пространство под ним. При этом его суммарное давление должно равняться давлению воды на глубине $h, p_{0} + p_{2} = \rho gh + p_{A}$. Перед погружением колокола весь его внутренний объём был занят атмосферным газом, поэтому справедливо будет соотношение $p_{A} = p_{1}$. Поскольку объём под колоколом практически не изменяется, для парциального давления находящегося под ним газом Олимптурии выполняется закон Шарля, $p_{2}/T_{2} = p_{1}/T_{1}$.
Ответ. Атмосферное давление на планете равно $p_{A} = ( \rho gh - p_{0}) T_{1} /(T_{2} - T_{1})$.
