Giải Bài 2 trang 41 SGK Vật lí 12

Lời giải

Phân tích: Nhiệt độ của nước giếng không đổi theo độ sâu nên quá trình biến đổi trạng thái của bọt khí là đẳng nhiệt. Áp dụng định luật Boyle:

$$p_1 V_1 = p_2 V_2$$

Trạng thái 1 — bọt khí ở đáy giếng (độ sâu $h = 6$ m):

Áp suất tác dụng lên bọt khí bằng áp suất khí quyển cộng với áp suất do cột nước gây ra:

$$p_1 = p_0 + \rho g h$$

$$p_1 = 1,013.10^5 + 1003 \cdot 9,8 \cdot 6 = 1,013.10^5 + 0,590.10^5 = 1,603.10^5 \ \text{(Pa)}$$

Trạng thái 2 — bọt khí ở mặt nước:

$$p_2 = p_0 = 1,013.10^5 \ \text{Pa}$$

Tính tỉ số thể tích:

Từ định luật Boyle:

$$\frac{V_2}{V_1} = \frac{p_1}{p_2} = \frac{1,603.10^5}{1,013.10^5} \approx 1,58$$

Kết luận: Khi lên tới mặt nước, thể tích của bọt khí tăng lên khoảng 1,58 lần.

Đáp số