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打捞沉船的有效方法之一是用装满海水的油桶沉入海底.缚在沉船上,然后用压缩空气将桶内的海水排出.现在海中20m深处有一艘25t的铁制沉船.问:(1)至少用几个标准大气压压缩空气,
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打捞沉船的有效方法之一是用装满海水的油桶沉入海底.缚在沉船上,然后用压缩空气将桶内的海水排出.现在海中20m深处有一艘25t的铁制沉船.问:
(1)至少用几个标准大气压压缩空气,才能把油桶内的海水排出?
(2)如果每只油桶的质量是20kg,容积是1m3,至少要用多少只油桶才能将沉船打捞起来?(空气质量不计,ρ海水=1.03×103kg/m3)
(1)至少用几个标准大气压压缩空气,才能把油桶内的海水排出?
(2)如果每只油桶的质量是20kg,容积是1m3,至少要用多少只油桶才能将沉船打捞起来?(空气质量不计,ρ海水=1.03×103kg/m3)
▼优质解答
答案和解析
(1)沉船处海水产生的压强:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×20m=2.06×105Pa;
由于将沉船处浮筒中的水排出,除了要克服水产生的压强之外,还要克服水面上方的大气压强;
则压缩空气的压强至少为:p′=p0+p=1.01×105Pa+2.06×105Pa=3.07×105Pa.
所以,至少用3个标准大气压压缩空气;
(2)每个桶的重力:G桶=m桶g=20kg×10N/kg=200N;
船的重力:G船=m船g=25×103kg×10N/kg=2.5×105N;
设要用n只油桶才能将沉船打捞起来,
根据题意有:F浮≥G桶总+G船 ,
即:ρ海水gnV桶≥nG桶+G船
代入数据有:1.03×103kg/m3×10N/kg×n×1m3≥n×200N+2.5×105N,
解得n≥25.
答:(1)至少用3个标准大气压压缩空气,才能把油桶内的海水排出;
(2)至少要用25只油桶才能将沉船打捞起来.
由于将沉船处浮筒中的水排出,除了要克服水产生的压强之外,还要克服水面上方的大气压强;
则压缩空气的压强至少为:p′=p0+p=1.01×105Pa+2.06×105Pa=3.07×105Pa.
所以,至少用3个标准大气压压缩空气;
(2)每个桶的重力:G桶=m桶g=20kg×10N/kg=200N;
船的重力:G船=m船g=25×103kg×10N/kg=2.5×105N;
设要用n只油桶才能将沉船打捞起来,
根据题意有:F浮≥G桶总+G船 ,
即:ρ海水gnV桶≥nG桶+G船
代入数据有:1.03×103kg/m3×10N/kg×n×1m3≥n×200N+2.5×105N,
解得n≥25.
答:(1)至少用3个标准大气压压缩空气,才能把油桶内的海水排出;
(2)至少要用25只油桶才能将沉船打捞起来.
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