تنطلق فقاعة هواء من قاع حوض السباحة وتصعد إلى السطح.

(أ) في إجابة واضحة ومتماسكة بطول الفقرة، قم بوصف أي تغييرات في حجم الفقاعة ووصف حركة الفقاعة أثناء صعودها إلى السطح. اشرح العوامل التي تؤثر على حجم الفقاعة وحركتها. قم بتضمين وصف لأي قوى تؤثر على الفقاعة منذ وجودها في قاع حوض السباحة حتى وصولها إلى السطح.

(ب) ارسم مخططًا لجميع القوى المؤثرة على الفقاعة. تأكد من أن القوى في النسبة الصحيحة.

(ج) لا تنهار الفقاعة تحت ضغط الماء. اشرح كيف يمنع سلوك ذرات الغاز الفقاعة من الانهيار.

(د) الفقاعة لها حجم أولي VD، وتبدأ عند عمق D تحت سطح الماء، وتصل إلى السطح حيث يكون الضغط PS. كثافة الماء ص.

أنا. اشتق تعبيرًا عن الضغط الأولي (PD) في الفقاعة بدلالة الكميات المعطاة والثوابت المعروفة.

ثانيا. افترض أن درجة حرارة الهواء في الفقاعة تظل كما هي عند ارتفاعها. اشتق تعبيرًا لحجم الفقاعة (VS) عندما تصل إلى السطح.

(هـ) افترض الآن أن الفقاعة ترتفع بسرعة إلى السطح، وأن هناك قدرًا لا يُذكر من انتقال الطاقة الحرارية بين الفقاعة وحوض السباحة. اعتمد إجاباتك على هذا الافتراض.

أنا. ارسم العملية على المخطط الكهروضوئي. وضح على المحور الضغوط والأحجام الأولية والنهائية.

ثانيا. كيف يمكن مقارنة قيمة PSVS بقيمة PDVD؟ __ أكبر من PDVD __ يساوي PDVD __ أقل من PDVD برر إجابتك.

(و) تمر الفقاعة عبر مياه ذات درجة حرارة أعلى عندما تقترب من سطح حوض السباحة الذي تدفئه الشمس. وبشكل غير متوقع، يسمح هذا لكمية كبيرة من الطاقة الحرارية بالانتقال من الماء إلى الفقاعة أثناء ارتفاعها. كيف يؤثر هذا على الحجم النهائي للفقاعة؟ برر إجابتك.