(1)水的体积:
V===2×10-3m3;
(2)∵是圆柱形容器,
∴酒精对甲容器底部的压力:
F甲=G酒精=m酒精g=2kg×9.8N/kg=19.6N,
对容器底部的压强:
p甲===1960Pa;
(3)水对容器底的压力:
F乙=G水=m水g=2kg×9.8N/kg=19.6N,
对容器底的压强:
p乙===980Pa;
∴p甲>p乙,
a、倒入相同体积的酒精和水,因为△F=△G=△mg=ρ△Vg,则△p==;
又因ρ酒>ρ水,所以△p水==<,故此方法不可行.
b、抽出相同体积的酒精和水时,若水和酒精对各自容器底部的压强相等,
则1960Pa-=980Pa-,
代入数据解得:△V=m3,
需要抽出水的质量为m抽=ρ水△V=1.0×103kg/m3×m3≈3.3kg>2kg,故此方法不可行.
C、分别在甲中抽出与乙中倒入相同体积的酒精和水时,
因水和酒精对各自容器底部的压强相等,
所以,1960Pa-=980Pa+,
代入数据解得:△V≈7.69×10-4m3.
故小张的设计可行,所要求的体积约为7.69×10-4m3.
答:(1)水的体积为2×10-3m3;
(2)酒精对甲容器底部的压力为19.6N,压强为1960Pa;
(3)小张的设计可行,所要求的体积约为7.69×10-4m3.