Есть такой закон Архимеда для жидкостей. Средняя плотность железного гвоздя больше плотности воды. Следовательно, гвоздь имеет массу больше, чем равное с ним по объему количество воды. Это значит, что выталкивающая сила, действующая на гвоздь меньше, чем сила тяжести, действующая на него же. Вывод - равнодействующая сил направлена вниз, гвоздь тонет.
С кораблем - все наоборот. Он внутри полый, и сделано это специально, в первую очередь для того, чтобы его средняя плотность (по всему объему) была меньше, чем плотность воды. Следовательно, корабль имеет массу меньше, чем равное с ним по объему количество воды. Корабль погружается до тех пор, пока сила тяжести, действующая на него не уравновесится выталкивающей силой. Вывод - равнодействующая сил равна нулю, корабль плывет.
Кстати, если понизить среднюю плотность воды (например, наполнив ее пузырьками воздуха) , то прекрасно плававший до тех пор корабль может "потерять плавучесть" и затонуть.
Начнем с выяснения зависимости давления газа от температуры при условии неизменного объема определенной массы газа. Эти исследования были впервые произведены в 1787 г. Жаком Александром Сезаром Шарлем (1746—1823). Можно воспроизвести эти опыты в упрощенном виде, нагревая газ в большой колбе, соединенной с ртутным манометром М в виде узкой изогнутой трубки (рис. 376).
Пренебрежем ничтожным увеличением объема колбы при нагревании и незначительным изменением объема при смещении ртути в узкой манометрической трубке. Таким образом, можно считать объем газа неизменным. Подогревая воду в сосуде, окружающем колбу, будем отмечать тем-
При опускания колбы в горячую воду присоединенный к колбе ртутный манометр М показывает увеличение давления. Т — термометр
пературу газа по термометру Т, а соответствующее давление— по манометру М. Наполнив сосуд тающим льдом, измерим давление р0, соответствующее температуре 0 °С. Опыты подобного рода показали следующее. 1. Приращение давления некоторой массы газа при нагревании на 1 °С составляет определенную часть а того давления, которое имела данная масса газа при температуре 0°С. Если давление при 0°С обозначить через р0, то приращение давления газа при нагревании на 1 °С есть aр0.
При нагревании на t приращение давления будет в t раз больше, т. е. приращение давления пропорционально приращению температуры.
2. Величина a, показывающая, на какую часть давления при 0 °С увеличивается давление газа при нагревании на 1 °С, имеет одно и то же значение (точнее, почти одно и то же) для всех газов, а именно 1/273 °С-1. Величину a называют температурным коэффициентом давления. Таким образом, температурный коэффициент давления для всех газов имеет одно и то же значение, равное 1/273 °С-1.
Давление некоторой массы газа при нагревании на 1 °С при неизменном объеме увеличивается на 1 /273 часть давления, которое эта масса газа имела при 0°С (закон Шарля).
Следует, однако, иметь в виду, что температурный коэффициент давления газа, полученный при измерении температуры по ртутному термометру, не в точности одинаков для разных температур: закон Шарля выполняется только приближенно, хотя и с очень большой степенью точности.
Средняя плотность железного гвоздя больше плотности воды. Следовательно, гвоздь имеет массу больше, чем равное с ним по объему количество воды. Это значит, что выталкивающая сила, действующая на гвоздь меньше, чем сила тяжести, действующая на него же. Вывод - равнодействующая сил направлена вниз, гвоздь тонет.
С кораблем - все наоборот. Он внутри полый, и сделано это специально, в первую очередь для того, чтобы его средняя плотность (по всему объему) была меньше, чем плотность воды. Следовательно, корабль имеет массу меньше, чем равное с ним по объему количество воды. Корабль погружается до тех пор, пока сила тяжести, действующая на него не уравновесится выталкивающей силой. Вывод - равнодействующая сил равна нулю, корабль плывет.
Кстати, если понизить среднюю плотность воды (например, наполнив ее пузырьками воздуха) , то прекрасно плававший до тех пор корабль может "потерять плавучесть" и затонуть.
Пренебрежем ничтожным увеличением объема колбы при нагревании и незначительным изменением объема при смещении ртути в узкой манометрической трубке. Таким образом, можно считать объем газа неизменным. Подогревая воду в сосуде, окружающем колбу, будем отмечать тем-
При опускания колбы в горячую воду присоединенный к колбе ртутный манометр М показывает увеличение давления. Т — термометр
пературу газа по термометру Т, а соответствующее давление— по манометру М. Наполнив сосуд тающим льдом, измерим давление р0, соответствующее температуре 0 °С. Опыты подобного рода показали следующее.
1. Приращение давления некоторой массы газа при нагревании на 1 °С составляет определенную часть а того давления, которое имела данная масса газа при температуре 0°С. Если давление при 0°С обозначить через р0, то приращение давления газа при нагревании на 1 °С есть aр0.
При нагревании на t приращение давления будет в t раз больше, т. е. приращение давления пропорционально приращению температуры.
2. Величина a, показывающая, на какую часть давления при 0 °С увеличивается давление газа при нагревании на 1 °С, имеет одно и то же значение (точнее, почти одно и то же) для всех газов, а именно 1/273 °С-1. Величину a называют температурным коэффициентом давления. Таким образом, температурный коэффициент давления для всех газов имеет одно и то же значение, равное 1/273 °С-1.
Давление некоторой массы газа при нагревании на 1 °С при неизменном объеме увеличивается на 1 /273 часть давления, которое эта масса газа имела при 0°С (закон Шарля).
Следует, однако, иметь в виду, что температурный коэффициент давления газа, полученный при измерении температуры по ртутному термометру, не в точности одинаков для разных температур: закон Шарля выполняется только приближенно, хотя и с очень большой степенью точности.