Водолазный колокол, содержащий ν=3 моль воздуха при давлении p1=1.6 атмосферы, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного давления p2 (в атмосферах). Работа A (в джоулях), совершаемая водой при сжатии воздуха, вычисляется по формуле A=ανTlog2p1p2, где α=7.5 Дж/(моль⋅К) — постоянная, T=300 К — температура воздуха. Найдите давление p2 воздуха в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа 13500 Дж. Ответ дайте в атмосферах.
Ответ:
Решение
Подставим данные в формулу работы: 13500=7,5⋅3⋅300⋅log21,6p2. Так как 7,5⋅3⋅300=6750, получаем log21,6p2=2. Тогда 1,6p2=22,p2=1,6⋅22=6,4.