Высокий вертикальный цилиндр закрыт тонким поршнем массой 1 кг и площадью 100 см2. Под поршнем находится идеальный газ. Атмосферное давление над поршнем равно 101 кПа, расстояние между дном цилиндра и поршнем 50 см. Цилиндр перевернули так, что поршень оказался снизу, но не выпал из цилиндра. На сколько увеличилось расстояние между дном цилиндра и поршнем в состоянии равновесия? Температура газа в исходном и конечном состоянии одинакова. Ответ дайте в сантиметрах.
В первом случае давление газа в цилиндре равно:
Во втором случае давление газа в цилиндре равно:
Объем цилиндра связан с его площадью и высотой:
Процесс изотермический, и, согласно уравнению Менделеева — Клапейрона, справедливо:
откуда
Следовательно поршень находится на высоте
Таким образом, расстояние между дном цилиндра и поршнем увеличилось на 1 см.
Ответ: 1 см.

