Пошла на дно
5/10В бутылку с достаточно толстыми стенками вместимостью \(V = 700\) мл наливают некоторое количество воды. Прикрыв горлышко пальцем, бутылку переворачивают вверх дном, погружают в ведро с водой и убирают руку. Бутылка плавает, сохраняя вертикальное положение. Над поверхностью воды выступает часть бутылки объёмом \(\Delta V = 15\) мл. Ведро с бутылкой выносят из комнаты, температура воздуха в которой равна \(t_0 = 25\,{}^\circ\text{C}\), на мороз. Можно считать, что в процессе охлаждения воздух, находящийся внутри бутылки, сжимается, и его объём изменяется по закону \(V = V_0\,(1 + \alpha(t - t_0))\), где \(V_0\) — объём воздуха при температуре \(t_0\), \(\alpha\) — коэффициент, равный \(3{,}6 \cdot 10^{-3}\) 1/\({}^\circ\)C. Найдите температуру воздуха внутри бутылки в тот момент, когда бутылка полностью погрузится в воду. Масса бутылки равна 300 г, плотность материала, из которого она изготовлена, \(\rho = 2600\) кг/м\(^3\), плотность воды \(\rho_0 = 1000\) кг/м\(^3\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВся система «бутылка плюс вода и воздух внутри» плавает, пока часть её над водой; запишите условие плавания через объём погружённой части и найдите объём воздуха в начале и в момент полного погружения.
Ответ\(t \approx 4{,}2\,{}^\circ\text{C}\).
Похожие задачи
- «Летучий голландец» из фольги МОШ 2010/11, 7 кл.
- Плавающий корабль в тяжёлом газе (молярная масса) МОШ 2010/11, 10 кл.
- Связанные шарики в воде МОШ 2011/12, 9 кл.
- Пробка в стакане МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Шайба в сосуде с водой и маслом МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Шайба: масса и плотность масла МОШ 2013/14, 7-11 кл.