В случае плотного прилегания куба ко дну аквариума слой воды между кубом и дном аквариума отсутствует. Следовательно, выталкивающая сила на куб не действует.
Давление куба на дно складывается из давления самого куба плюс давление воды над кубом:
Дано V=30 л=30*10^-3 м³ m1=28 г =28*10^-3 кг M1=28*10^-3 кг/моль m2=16 г = 16*10^-3 кг M2=32*10^-3 кг/моль p=125*10³ Па. T-? Решение. p=(m1+m2)RT/(MV) (1), где М- молярная масса смеси. Поскольку V и Т не меняются, имеем: для азота: p1=m1RT/(M1V), для кислорода: p2V=m2RT/(M2V), Так как p=p1+p2 (закон Дальтона), то (m1+m2)RT/(MV)=m1RT/(M1V)+ m2RT/(M2V), (m1+m2)/M=m1/M1+ m2/M2, (m1+m2)/M=(m1M2+ m2M1)/(M1M2), M=(m1+m2)*M1M2/(m1M2+ m2M1). Из (1) имеем T=pMV/((m1+m2)R). Подставим М: T=p(m1+m2)*M1M2V/((m1+m2)R(m1M2+ m2M1)), T=p*M1M2V/(R(m1M2+ m2M1)), Т= 125*10^3*28*10^-3*32*10^-3*30*10^-3/(8,31*(28*10^-3*32*10^-3+16*10^-3*28*10^-3)) = 3360000*10^-6/(8,31*(896*10^-6+448*10^-6)) = 3,36/(11169*10^-6) =3,36/0,011=305 К. ответ: 305 К.
В случае плотного прилегания куба ко дну аквариума слой воды между кубом и дном аквариума отсутствует. Следовательно, выталкивающая сила на куб не действует.
Давление куба на дно складывается из давления самого куба плюс давление воды над кубом:
p = p₁ + p₂ = ρ₁gV/S + ρ₂gh = ρ₁ga + ρ₂gh ,
где: ρ₁ = 2500 кг/м³ - плотность стекла
g = 10 H/кг - ускорение своб. падения
a = 0,12 м - ребро куба
ρ₂ = 1000 кг/м³ - плотность воды
h = 0,3 м - высота жидкости над кубом
Тогда:
p = 2500·10·0,12 + 1000·10·0,3 =
= 3000 + 3000 = 6000 (Па)
Сила, с которой куб давит на дно аквариума:
F = pS = 6000 · 0,0144 = 86,4 (H)