大氣壓好算吧,就純粹的單位換算,10N/cm^2 = 1e5 Pa = 10^5 Pa,
熱力學(xué)公式,pV = nRT,其中,p是壓強(qiáng),單位帕斯卡,V是體積,單位立方米,n是氣體物質(zhì)的量,單位摩爾,R常數(shù),約等于8.314,T是熱力學(xué)溫度,單位開爾文.
題目中說,溫度不變,我們可以將氣體分成兩部分,一部分是留在鋼桶內(nèi)的,一部分是用來排水的.
首先是鋼桶內(nèi)的氣體,n = pV/RT = 95 * 10^5 * 2 / RT = 1.9e7/RT.
接下來是排水的氣體
水下壓強(qiáng)就是排水的氣體的壓強(qiáng),p =po（大氣壓） +p（密度） * g * h = 1000 * 10 * 200 + 1e5 = 2.1e6 Pa
排水的氣體物質(zhì)的量也可以算了,n = pV/RT = 2.1e6 * 10 / RT = 2.1e7/RT.
下面有2方法,
方法一
所以氣體總物質(zhì)的量等于1.9e7/RT + 2.1e7/RT = 4e7/RT
變熱力學(xué)公式,p = nRT/V = 4e7/RT * R * T / 2 = 2e7 Pa = 200atm
1atm = 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
方法二
下面就是分析,如果將排水的氣體單獨(dú)放入鋼桶,壓強(qiáng)應(yīng)該有多少.
變形熱力學(xué)公式,p = nRT/V = 2.1e7/RT * R * T / 2 = 1.05e7 Pa = 1O5atm
根據(jù)道爾頓分壓定律得到,容器總壓強(qiáng)等于容器內(nèi)各氣體組分分壓總和.
所以壓強(qiáng) = 95atm + 105atm = 200atm
解答完畢