В комнате при температуре
и давлении p0 = 105 Па находится горизонтально расположенный цилиндрический сосуд с хорошо проводящими теплоту гладкими стенками, закрытый подвижным поршнем (см. рисунок). Внутри сосуда находится одноатомный газ, а также термометр и барометр. За длительный промежуток времени температура воздуха в комнате уменьшилась до
Будет ли при охлаждении воздуха в комнате смещаться поршень, и если да, то в какую сторону? Как при этом будут изменяться показания приборов? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
1. Так как стенки сосуда хорошо проводят теплоту, то при медленном изменении температуры в комнате содержимое сосуда будет успевать обмениваться количеством теплоты с окружающим воздухом, и температура газа в сосуде изменится так же, как и температура воздуха в комнате, уменьшится до температуры
2. Поскольку комната не герметична, то воздух может свободно входить и выходить из неё. Это приводит к тому, что, несмотря на изменение температуры, давление в комнате изменяться не будет и останется равным p0. Как следствие, давление внутри сосуда останется прежним, и показания барометра изменяться не будут и сохранят показания p0.
3. Поскольку масса газа в сосуде неизменна, то, пользуясь уравнением Менделеева–Клапейрона
определяем, что при понижении температуры газа в сосуде при неизменном давлении его объём будет уменьшаться, поэтому поршень в сосуде будет смещаться влево.
Ответ: да, будет смещаться влево; термометр покажет уменьшение температуры, барометр не изменит своих показаний.

