В гладкой, открытой с обоих концов вертикальной трубе, имеющей два разных сечения, находятся два поршня, соединенные стержнем длиной 0,5 м, а между поршнями — 0,2 моля идеального газа. Площадь сечения верхнего поршня
а нижнего
Давление газа
давление наружного воздуха
На сколько нужно изменить температуру газа между поршнями, чтобы они переместились вниз на 3 см?
Обозначим длину верхней части сосуда b, тогда нижняя часть имеет длину Изобразим силы, действующие данной системе: на верхний поршень действуют силы
и
на нижний поршень силы
и
На поршни действует сила тяжести mg, где m — общая масса обоих поршней.
Данная система находится в равновесии, если Так как стенки гладкие, внешнее давление и масса поршней не меняется, то делаем вывод, что при перемещении системы соединенных поршней давление газа в сосуде останется неизменным.
При этом изменится объем газа в сосуде. В первом случае объем газа был равен а давление газа определялось уравнением Клапейрона-Менделеева
Во втором случае объем газа стал равным а давление газа определялось уравнением
Тогда получаем: Подставляя в данное выражение объемы газа в каждом случае, находим изменение температуры:
Ответ: 24,4 К.

