Задача. Как определить плотность раствора?







+3 +/-

В цилиндрическую емкость диаметром 1 м налит водный раствор соли, а поверх его 30 литров керосина плотностью 800 кг/м?. Шар диаметром 10 см и весом 0,5 кг полностью погрузился в жидкости так, что его верхняя точка расположилась на одном уровне с наружной поверхностью слоя керосина. Вычислить плотность раствора с точностью до четвертого знака после запятой.

Профиль пользователя Degreed Спросил: Degreed  (рейтинг 17462) Категория: образование

Ответов: 3

2 +/-
Лучший ответ

Размеры будем измерять в дм, объёмы в л, а плотности в кг/л, просто так удобнее.

Для начала, путем несложных манипуляций с интегралами определим, что объем части шара, которая находится в слое керосина, вычисляется по формуле V=Пи*(R*h^2-h^3/3), где R - радиус шара, h высота слоя керосина. Учитывая, что при помещении шара высота слоя керосина чуть увеличится рассчитаем высоту слоя керосина с погруженным шаром. V(ш)+30=(Пи*D^2/4)*h, где D - диаметр емкости. Отсюда Пи*(R*h^2-h^3/3)+30=(Пи*D^2/4)*h. Решать полные кубические уравнения (в общем виде) нас не учили, поэтому я решил его путём подбора в Excel. Высота керосина получилась 0,384167 дм. Кстати, без учёта объема шара получается 0,38197, разница в 0,0022 дм, т. е. 0,22 мм. Не хочу считать, насколько эта разница повлияет на величину плотности раствора.

Теперь находим полный объём шара 0,52360 л и объем части шара, находящейся в керосине 0,17245 л. Тогда объем шара, находящийся в растворе соли равен 0,35115 л.

Ну, а дальше, составляем уравнение баланса шара 05*g=g*(0,17245*0,8+0,35115*х), где 0,8 плотность керосина в кг/л, а х - плотность раствора в тех же единицах. Решая уравнение, получаем х=1,03102 кг/л, или, с точностью до четвёртого знака 1,0310 кг/л.

В задании плотности даны в кг/м^3, и не очень понятно, неужели нужно вычислять плотность до четвёртого знака в кг/м^3, т. е. с точностью до сотен миллиграммов на м^3? Наверное достаточно той точности, которую я получил, т. е. 1,0310 кг/л?

Ответил на вопрос: Motherly  
0 +/-

Объём шара V=(4pi*R^3)/3=4pi*0,001/3=0,004 м^3 . Площадь цилиндрической ёмкости S=(pi*D^2)/4=pi*1/4=0,785 м^2=78,5 квадратных дециметров. Толщина слоя керосина т=Vк/S=30/78,5=0,38 дециметров. Шар будет в керосине на величину 0,38 дециметров и на 0,62 дециметра в соляном растворе. Отношение Архимедовых сил соляного раствора и керосина будет равно отношению объёмов погружению шара умноженных на их плотности. Дальнейшие расчеты выполнить затрудняюсь.

Ответил на вопрос: Jalousie  
0 +/-

Вы в последнем комментарии написали " масса составила 0, 5 кг." Значит в задаче следует читать что шар массой 0,5 кг ?

Ответил на вопрос: Vanderpoel  

Похожие вопросы

Спросил
3 Отв.
Почему 2 магнита с одной стороны слипаются, а с другой отталкиваются?
Ответ: На поставленный вопрос невозможно ответить с точки зрения и классической физики, и человеческого опыта. Механизм этого явления (взаимодействие магнитных полей) нельзя объяснить с точки зрения совреме ... Читать далее...
Автор вопроса: Anils, в категории |
Спросил Anils
3 Отв.
Какое соединение проводников называют последовательным?
Ответ: Любой электрический элемент, будь то сопротивления, индуктивность , или ёмкость имеют в геометрическом и электрическом понимании начало и конец. Началом принимается точка с меньшим напряжением(допусти ... Читать далее...
Автор вопроса: Polyphonia, в категории | | |
Спросил Polyphonia
2 Отв.
Можно ли выучить физику за девять месяцев?
Ответ: Всю физику одному человеку нельзя выучить (познать) даже за всю жизнь, и, если бы это было возможно, даже за 100 жизней. Но тот кусочек физики, который изучают в школе, за 9 месяцев выучить вполне мо ... Читать далее...
Автор вопроса: Marlings, в категории |
Спросил Marlings
12 Отв.
Как решить задачу для второго класса про продавца шапки (фото)?
Ответ: Доброго дня! Прикольная на самом деле задачка. Она уже где-то давно мне встречалась. Сколько ответов, столько и мнений прям. Поэтому хотелось бы узнать правильный вариант ответа от самого автора вопр ... Читать далее...
Автор вопроса: JONI, в категории
Спросил JONI
2 Отв.
Что означает слово «магнитуда», чем не подходит «сила землетрясения»?
Ответ: Магнит тут, и правда, ни при чем. Латинское magnitudo — крупность, величие, значительность. Но не силу. Т. е., магнитуда характеризует энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических вол ... Читать далее...
Автор вопроса: Parison, в категории | | | | |
Спросил Parison
1 Отв.
Чему равна цена деления шкалы динамометра?
Ответ: Цена деления измерительного прибора ( динамометр является таковым ) вычисляется следующим образом: берем два соседних деления, обозначенных числами и находим их разницу. Эту разницу делим на количест ... Читать далее...
Автор вопроса: Sihem, в категории |
Спросил Sihem
1 Отв.
При каких условиях в проводнике возникает индукционный ток?
Ответ: При условии, что меняется магнитный поток, пронизыващий образованный проводником контур (закон индукции Фарадея). ... Читать далее...
Автор вопроса: Pension, в категории | | |
Спросил Pension
1 Отв.
Чем опасно излучение Вавилова-Черенкова?
Ответ: Излучение Вавилова — Черенкова само пе себе опасность представляет ровно такую же как и свечение обычной лампы накаливания. Излучение Вавилова — Черенкова — это свечение, которое вызывается в прозра ... Читать далее...
Автор вопроса: Danielle, в категории | | | | |