一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示.將一質量M=3×103kg、體積V0=0.5m3的重物捆綁在開口朝下的...
來源:國語幫 1.21W
問題詳情:
一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示.將一質量M=3×103 kg、體積V0=0.5 m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上.向浮筒內充入一定量的氣體,開始時筒內液麪到水面的距離h1=40 m,筒內氣體體積V1=1 m3.在拉力作用下浮筒緩慢上升,當筒內液麪到水面的距離為h2時,拉力減為零,此時氣體體積為V2,隨後浮筒和重物自動上浮,求V2和h2.
已知大氣壓強p0=1×105 Pa,水的密度ρ=1×103 kg/m3,重力加速度的大小g=10 m/s2.不計水温變化,筒內氣體質量不變且可視為理想氣體,浮筒質量和筒壁厚度可忽略.
【回答】
當F=0時,由平衡條件得
Mg=ρg(V0+V2)①
代入數據得
V2=2.5 m3②
設筒內氣體初態、末態的壓強分別為p1、p2,由題意得
p1=p0+ρgh1③
p2=p0+ρgh2④
在此過程中筒內氣體温度和質量不變,由玻意耳定律得
p1V1=p2V2⑤
聯立②③④⑤式,代入數據得
h2=10 m⑥
知識點:專題九 熱學部分
題型:計算題