Поставете кораб на повърхността

Течности

Кораб е потопен на определена дълбочина, ние ще се опитаме да го пуснем на повърхността, инжектирайки въздух, за да измести водата, която съдържа. Корабът започва да се изкачва, когато тягата е равна на теглото. Обемът и масата на въздуха при атмосферно налягане, които трябва да доставим, задвижвани от компресор, ще бъдат изчислени. Също така ще изчислим разстоянието, което лодката изминава от дъното, докато не се носи на повърхността на водата.

Физически основи

Нека разгледаме лодка, която има формата на правоъгълна кутия (паралепипед) с височина 10 m и сечение 280 m 2 .

Потъналият кораб

Лодката започва да плава, когато теглото на лодката е равно на тягата. Тягата е теглото на обема на изхвърлената вода

Където r е плътността на морската вода (ще вземем 1000 kg/m 3), въпреки че е малко по-висока от тази на прясната вода, С - основната площ на кораба, и х височината на въздуха в лодката, в жълто на фигурата.

Пример: за кораб с 863 Tm, стойността на х това е приблизително 3,08 m. Което съответства на въздушен обем от 862 m 3 (площта на основата на кораба е 280 m 2)

Налягането на въздуха ще бъде

Където Y. е дълбочината и з височината на кораба (10 м). За дълбочина y = 26 m налягането е равно стр= 287000 Pa. И обемът на въздуха, който сме изчислили, е V = 862 m 3

Въздухът, който се подава от компресора, е приблизително равен на този, който сгъстеният въздух би заел в лодката при атмосферно налягане (p0 = 10 5 Pa) при същата температура.

Получава се въздушен обем V0 = 2475 m 3. Времето, необходимо на компресора да изпомпа този обем, зависи от дебита. Ако дебитът е 1000 m 3/min, това отнема 2,5 min.

Също така можем да изчислим масата на въздуха, съдържащ се в този обем при стайна температура (300 ° K)

където М е молекулното тегло на въздуха 28,9 g/mol. Получавате 2867 кг, което е малка маса в сравнение с тази на кораба 863 Tm = 863000 кг.

Издигане на повърхността