问题
计算题
一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量、体积
的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内冲入一定质量的气体,开始时筒内液面到水面的距离
,筒内气体体积
。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面的距离为
时,拉力减为零,此时气体体积为
,随后浮筒和重物自动上浮。求
和
。
已知:大气压强,水的密度
,重力加速度的大小
。不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
答案
;
题目分析:当时,由平衡条件得
①
代入数据得
②
设筒内气体初、末态的压强分别为、
,由题意得
③
④
此过程中,筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得
联立②③④⑤式,代入数据得
⑥