Какое количество времени затребуется для того чтобы вращающийся масляный насос откачал воздух из колбы размером

Чтобы решить данную задачу, нам потребуется использовать закон Бойля-Мариотта, который устанавливает следующую связь между объемом газа и его давлением: \(P_1V_1 = P_2V_2\), где \(P_1\) и \(P_2\) - начальное и конечное давление соответственно, а \(V_1\) и \(V_2\) - начальный и конечный объем газа.

В нашем случае начальный объем газа равен V1 = 5 литров, а конечное давление P2 = 1·10^(-2) мм.рт.ст. Это натуральные единицы для показания вакуумного насоса.

Давайте сначала переведем конечное давление в СИ (систему международных единиц) для удобства расчетов. 1 мм.рт.ст = 133.322 Па. Поэтому P2 = 1·10^(-2) мм.рт.ст = 1·10^(-2)·133.322 Па ≈ 1.33322 Па.

Теперь, используя закон Бойля-Мариотта, можем найти конечный объем V2:

\[P_1V_1 = P_2V_2\]

\[5 \,л \cdot P_1 = 1.33322 \,Па \cdot V_2\]

\[V_2 = \frac{5 \,л \cdot P_1}{1.33322 \,Па}\]

Относительно V2, мы знаем, что откачиваемый объем газа равен 5 литрам.

Теперь подставим значение V2 и найдем ответ:

\[5 \,л \cdot P_1 = 1.33322 \, Па \cdot 5 \, литров\]
\[P_1 = \frac{1.33322 \, Па \cdot 5 \, литров}{5 \, литров}\]
\[P_1 = 1.33322 \, Па\]

Колоба будет откачана за время \(V_2\) c скоростью откачки насоса 150 см³/с:

\[V_2 = \frac{5 \, литров \cdot 1.33322 \, Па}{1.33322 \, Па} \cdot \frac{1000 \, см³}{1 \, литр} \cdot \frac{1 \, с}{150 \, см³}\]
\[V_2 = \frac{5000 \, см³}{150} \cdot \frac{1 \, литр}{1000 \, см³} \cdot \frac{1 \, с}{1.33322 \, Па}\]
\[V_2 = \frac{50}{3.33348} \, c \approx 15 \, c\]

Итак, для того чтобы вращающийся масляный насос откачал воздух из колбы размером 5 литров с нормального атмосферного давления до давления в 1·10^(-2) мм.рт.ст., необходимо примерно 15 секунд.