В верхней части сосуда заполненного газом
Гениальный учёный Архимед, живший в древнегреческих Сиракузах в III веке до нашей эры, прославился среди современников как создатель оборонительных машин, способных перевернуть боевой корабль. Другое его изобретение, «Архимедов винт», по сей день остаётся важнейшей деталью гигантских буровых установок и кухонных мясорубок. Мир обязан Архимеду революционными открытиями в области оптики, математики и механики.
Его личность окутана легендами, порой весьма забавными. С одной из них мы и начнём нашу статью.
«Эврика!» Открытие закона Архимеда
Однажды царь Сиракуз Гиерон II обратился к Архимеду с просьбой установить, действительно ли его корона выполнена из чистого золота, как утверждал ювелир. Правитель подозревал, что мастер прикарманил часть драгоценного металла и частично заменил его серебром.
В те времена не существовало способов определить химический состав металлического сплава. Задача поставила учёного в тупик. Размышляя над ней, он отправился в баню и лёг в ванну, до краёв наполненную водой. Когда часть воды вылилась наружу, на Архимеда снизошло озарение. Такое, что учёный голышом выскочил на улицу и закричал «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!».
Открытие Закона Архимеда
Он предположил, что вес вытесненной воды был равен весу его тела, и оказался прав. Явившись к царю, он попросил принести золотой слиток, равный по весу короне, и опустить оба предмета в наполненные до краёв резервуары с водой. Корона вытеснила больше воды, чем слиток. При одной и той же массе объём короны оказался больше, чем объём слитка, а значит, она обладала меньшей плотностью, чем золото. Выходит, царь правильно подозревал своего ювелира.
Так был открыт принцип, который теперь мы называем законом Архимеда:
На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела.
Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда.
Формула силы Архимеда
На любой объект, погружённый в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Таким образом, вес объекта, погружённого в воду, будет отличаться от его веса в воздухе в меньшую сторону. Разница будет равна весу вытесненной воды.
Чем больше плотность среды – тем меньше вес. Именно поэтому погрузившись в воду, мы можем легко поднять другого человека.
Выталкивающая сила зависит от трёх факторов:
- плотности жидкости или газа (p);
- ускорения свободного падения (g);
- объёма погружённой части тела (V).
Сопоставив эти данные, получаем формулу:
Как действует сила Архимеда
Поскольку сила Архимеда, действующая на тело, зависит от объёма его погружённой части и плотности среды, в которой оно находится, можно рассчитать, как поведёт себя то или иное тело в определённой жидкости или газе.
Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа – оно будет плавать на поверхности.
Если плотности тела и жидкости или газа равны – тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.
Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, – оно уйдёт на дно.
Сила Архимеда в жидкости: почему корабли не тонут
Корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Но если корабль получит пробоину и пространство внутри заполнится водой, то общая плотность судна увеличится, и оно утонет.
В подводных лодках существуют специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом в зависимости от того, нужно ли уйти на глубину или подняться ближе к поверхности. Тот же самый принцип используют рыбы, наполняя воздухом специальный орган – плавательный пузырь.
На тело, плотно прилегающее ко дну, выталкивающая сила не действует. Это учитывают при подъёме затонувших кораблей. Сначала судно слегка приподнимают, позволяя воде проникнуть под него. Тогда давление воды начинает действовать на корабль снизу.
Но чтобы поднять корабль на поверхность, необходимо уменьшить его плотность. Разумеется, воздух в получившем пробоину корпусе не удержится. Поэтому его заполняют каким-нибудь лёгким веществом, например, шариками пенополистирола.
Примечательно, что эта идея впервые пришла в голову не учёным, а авторам диснеевского комикса, в котором Дональд Дак таким образом поднимает со дна яхту Скруджа Макдака. Датский инженер Карл Кройер (Karl Krøyer), впервые применивший метод на практике, по собственному признанию вдохновлялся «Утиными историями».
Дональд Дак поднимает со дна яхту при помощи шариков для пинг-понга.
© Walt Disney Corporation, 1949
Сила Архимеда в газах: почему летают дирижабли
В воздухе архимедова сила действует так же, как в жидкости. Но поскольку плотность воздуха обычно намного меньше, чем плотность окружённых им предметов, выталкивающая сила оказывается ничтожно мала.
Впрочем, есть исключения. Воздушный шарик, наполненный гелием, стремится вверх именно потому, что плотность гелия ниже, чем плотность воздуха. А если наполнить шар обычным воздухом – он упадёт на землю. Плотность воздуха в нём будет такая же, как у воздуха снаружи, но более высокая плотность резины обеспечит падение шарика.
Этот принцип используется в аэростатах – воздушные шары и дирижабли наполняют гелием или горячим воздухом (чем горячее воздух, тем ниже его плотность), чтобы подняться, и снижают концентрацию гелия (или температуру воздуха), чтобы спуститься. На них действует та же выталкивающая сила, что и на подводные лодки. Именно поэтому перемещения на аэростатах называют воздухоплаванием.
Учите физику вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду PHYSICS72020 вы получите бесплатный доступ к курсу физики 7 класса, в котором изучается архимедова сила.
Когда сила Архимеда не работает
- Если тело плотно прилегает к поверхности. Если между телом и поверхностью нет жидкости или газа – нет и выталкивающей силы. Именно поэтому подводным лодкам нельзя ложиться на илистое дно – мощности их двигателей не хватит, чтобы преодолеть давление толщи воды сверху.
- В невесомости. Наличие веса у жидкости или газа – обязательное условие для возникновения архимедовой силы. В состоянии невесомости горячий воздух не поднимается, а холодный не опускается. Поэтому на МКС создают принудительную конвекцию воздуха с помощью вентиляторов.
- В растворах и смесях. Если в воду налить спирт, на него не будет действовать сила Архимеда, хотя плотность спирта меньше плотности воды. Поскольку связь между молекулами спирта слабее, чем связь молекул воды, он растворится в воде, и образуется новая жидкость – водный раствор спирта.
Источник
Задача по физике – 3644
На какую глубину в жидкости плотности $rho$ надо погрузить открытую трубку длиной $L$, чтобы, закрыв верхнее отверстие, вынуть столбик жидкости высотой $L/2$? Атмосферное давление $p_{0}$.
Подробнее
Задача по физике – 3645
Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой, площадь поперечного сечения которой $S = 2,5 см^{2}$. До какой температуры надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения, удерживающая пробку $F = 12 Н$? Начальное давление газа в бутылке и наружное давление воздуха одинаковы и равны $p_{0} = 100 кПа$, а начальная температура $T_{0} = 270 К$.
Подробнее
Задача по физике – 3646
Внутри закрытого с обоих концов горизонтального цилиндра имеется тонкий поршень, который может скользить в цилиндре без трения. С одной стороны поршня находится водород массой $m_{1} = 3,0 г$, с другой – азот массой $m_{2} = 21 г$. Молярные массы водорода и азота $mu_{1} = 2 г/моль$ и $mu_{2} = 28 г/моль$ соответственно. Какую часть объема цилиндра занимает водород?
Подробнее
Задача по физике – 3647
В вертикальном закрытом с обоих торцов цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого по одному молю воздуха при одинаковой температуре. Давление газа в верхней части сосуда $p_{01} = 150кПа$, в нижней $p_{02} = 250 кПа$. Во сколько раз был увеличен общий занимаемый газом объем, если при неизменном количестве и температуре газа, а так же массе и размерах поршня, давление газа в верхней части сосуда стало $p_{1} = 50 кПа$. Трение поршня о стенки цилиндра пренебрежимо мало.
Подробнее
Задача по физике – 3648
В вертикальном закрытом с обоих торцов цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого по одному молю воздуха при одинаковой температуре. Отношение верхнего объема к нижнему $n = 4,0$. Каким станет отношение объемов, если общий объем, занимаемый газом, уменьшить в $k = 2,0$ раза, а количество и температуру газа, а также массу и размеры поршня оставить неизменными. Трение поршня о стенки цилиндра пренебрежимо мало.
Подробнее
Задача по физике – 3649
Свободно перемещающийся непроницаемый, тонкий и невесомый поршень делит цилиндрический сосуд объемом $V = 100 л$ на две части. В одну часть сосуда вводят некоторое количество воды, а в другую некоторое количество газа. В сосуде поддерживают температуру $T = 373 К$. Какое давление установится в сосуде, если в него вводят:
а) $m_{1} = 74 г$ воды, $m_{2} = 10 г$ водорода;
б) $m_{1} = 74 г$ воды, $m_{2} = 74 г$ углекислого газа;
в) $m_{1} = 36 г$ воды, $m_{2} = 2,8 г$ азота.
Молярные массы: воды $mu_{1} = 18 г/моль$, водорода $mu_{H_{2}} = 2 г/моль$, углекислого газа $mu_{CO_{2}} = 44 г/моль$, азота $mu_{N_{2}} = 28 г/моль$.
Подробнее
Задача по физике – 3650
Определить плотность смеси $m_{1} =4 г$ водорода и $m_{2} = 32 г$ кислорода при температуре $t = 7^{ circ} С$ и давлении $p = 10^{5} Па$. Молярные массы: водорода $mu_{1} = 2 г/моль$ и кислорода $mu_{2} = 32 г/моль$.
Подробнее
Задача по физике – 3651
Баллон емкостью $V_{1} = 2 л$ заполнен газом при давлении $p_{1} = 12 cdot 10^{5} Па$, другой баллон емкостью $V_{2} = 5 л$ заполнен тем же газом при давлении $p_{2} = 2,2 cdot 10^{5} Па$. Какое давление установится в баллонах, если их соединить тонкой трубкой? Процесс изотермический.
Подробнее
Задача по физике – 3652
Какой воздух тяжелее – сухой или влажный (при одинаковых температуре и давлении)?
Подробнее
Задача по физике – 3653
Лазерные трубки объемом $V_{0} = 60 см^{3}$ должны заполняться смесью гелия и неона в молярном отношении $k = 5:1$ соответственно при общем давлении в трубке $p_{0} = 800 Па$. Имеются баллоны с этими газами, каждый объемом $V = 2 л$. Давление в баллоне с гелием $p_{1} = 6670 Па$, в баллоне с неоном $p_{2} = 2670 Па$. Какое число лазерных трубок можно заполнить этим количеством газа?
Подробнее
Задача по физике – 3654
Первоначально перевернутая пробирка длины $l = 100 см$, содержащая воздух и насыщенный пар, касается открытым концом поверхности воды. Затем пробирку погружают в воду наполовину, при этом поверхность воды в пробирке оказывается на глубине $H = 45 см$. Температура постоянна, атмосферное давление $p_{0} = 10 Па$, плотность воды $rho = 10^{3} кг/м^{3}$. Найдите давление насыщенного водяного пара.
Подробнее
Задача по физике – 3655
Герметичный сосуд заполнен сухим воздухом при атмосферном давлении $p = 1,01 cdot 10^{5} Па$ при $t_{0} = 0^{ circ} С$. В него поместили некоторое количество воды и нагрели до $t = 100^{ circ} С$. Определите давление, которое установится внутри сосуда. Рассмотреть следующие варианты начальных условий:
а) объем сосуда $V = 20 л$, масса воды $m = 19 г$;
б) $V = 30 л, m = 15 г$.
Подробнее
Задача по физике – 3656
Теплоизолированный сосуд разделен перегородкой на части объемами $V_{1}$ и $V_{2}$. В первую поместили $nu_{1}$ молей атомарного газа одного сорта, во вторую – $nu_{2}$ другого при одинаковой температуре. Перегородка абсолютно проницаема для молекул газа первого сорта и только для них. Определить отношение установившихся давлений в обеих частях. Газ – идеальный.
Подробнее
Задача по физике – 3657
В сосуде объемом $V = 0,5 л$ находится $m = 1 г$ парообразного йода $J_{2}$. При температуре $t = 1000^{ circ} С$ давление в сосуде оказалось равным $p = 10^{5} Па$. Найти степень диссоциации молекул йода $J_{2}$ на атомы $J$ при этих условиях. Степень диссоциации – отношение числа диссоциировавших молекул к общему числу молекул до диссоциации. Молярная масса йода $J_{2}$ равна $mu = 254 г/моль$.
Подробнее
Задача по физике – 3658
Объем сосуда, содержащего ненасыщенный водяной пар, увеличили на $alpha = 20 %$, при этом $beta = 15 %$ массы пара улетучилось из сосуда. Затем температуру пара увеличили на $gamma = 50 %$, в результате $delta = 10%$ молекул $H_{2}O$ распались с образованием молекулярного водорода $H_{2}$ и кислорода $O_{2}$. В итоге давление в сосуде изменилось по сравнению с первоначальным на $Delta p = 1,0 cdot 10^{3} Па$. Каково было первоначальное давление пара в сосуде?
Подробнее
Источник
Вы здесь
Главная » Сборник задач. Углубленный уровень. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. 3. Давление газа Опубликовано пт, 07/05/2019 – 14:13 пользователем fizportal.ru
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. 3. Давление газа
5.3.1. а) Концентрация атомов гелия в сосуде равна $3 s 10^{25}$ 1/м3, давление в сосуде $10^5$ Па. Определите температуру гелия. б) Объем, в котором находился газ, уменьшили в два раза. При этом давление газа увеличилось в два раза. Изменилась ли температура газа? в) В замкнутом баллоне произошла химическая реакция: атомы газа соединились в двухатомные молекулы. При этом давление газа увеличилось в два раза. Во сколько раз изменилась абсолютная температура газа? г) Определите массу атмосферы Земли. Радиус Земли $6300$ км.
5.3.2. Какую долю молекул должна поглощать верхняя часть пластины толщиной $h$, сделанной из материала плотности $rho$, чтобы при давлении окружающего газа $p$, она, преодолев земное тяготение, стала подниматься. Ускорение земного тяготения $g$.
5.3.3. а) Легкие слюдяные пластины с зеркальной поверхностью зачернили с одной стороны и закрепили на оси вращения так, как показано на рисунке. Затем эту систему поместили в стеклянный сосуд, из которого частично откачали воздух. Если теперь этот сосуд поставить в ярко освященное помещение, то пластины начнут вращаться по часовой стрелке, причем тем быстрее, чем больше света в помещении. Снабдив это устройство измерительной шкалой, можно использовать его в качестве радиометра – прибора для измерения интенсивности светового излучения. Объясните принцип действия этого прибора. б) Мелкая пыль в верхних слоях атмосферы ночью поднимается вверх, а с восходом Солнца начинает опускаться. Объясните это явление.
5.3.4. Какой должна быть толщина пластины, сделанной из материала плотности $2$ г/см3, чтобы она при давлении окружающего газа $0,01$ атм и температуре $300$ °К, при температуре нижней стороны на $2$ °К большей, стала бы подниматься вверх? Температура нижней стороны совпадает с температурой газа, пластина не поглощает молекулы газа.
5.3.5. а) Внутри цилиндрического стакана находится в равновесии подвижный поршень массы $M$ и сечения $S$. Внешнее давление газа $p$. Расстояние между поршнем и дном медленно уменьшают в два раза и отпускают поршень. Определить ускорение поршня в этот момент времени.
б) Посредине цилиндра, закрытого с обеих сторон и закрепленного под углом $alpha = 30^0$ к горизонту удерживают поршень массы $M = 1$ кг и сечения $S = 10$ см2 (см. рисунок). Давление под поршнем и над ним $p_0 = 1,5 s 10^4$ Н/м2. Поршень медленно передвигают, увеличивая объем под ним в $n = 1,5$ раз, и отпускают. Определите ускорение поршня сразу же после того, как поршень отпустили.
в) Внутри вертикально расположенной запаянной с обоих концов трубки находится в равновесии поршень, который разделяет два объема газа. С каким ускорением начнет двигаться поршень, если трубку быстро перевернуть вокруг поршня (см. рисунок)?
г) Замкнутый цилиндрический сосуд, заполненный газом, разделен на две части подвижным поршнем. Масса сосуда $m$, масса поршня $M$. Вначале сосуд вертикально стоит на подставке. Затем подставку быстро убирают из-под сосуда. С каким ускорением начнет двигаться сосуд?
5.3.6. а) В стакан высоты $H$ и сечением $S$ плотно (без зазоров) вставили скользящий по стенкам стакана поршень массы $M$. Поршень остановился на расстоянии $h$ от дна. Определите атмосферное давление.
б) Цилиндрический сосуд сечения $S =10$ см2 закрыт массивным поршнем. При подъеме сосуда с ускорением $2g$ объем газа под поршнем уменьшается в $1,5$ раза. Внешнее давление $p_0 = 10^5$ Н/м2. Найти массу поршня.
в) Цилиндрический сосуд сечения $S = 10$ см2 закрыт поршнем массы $m = 5$ кг. При движении сосуда вниз с ускорением $4g$ объем газа под поршнем увеличился в $2$ раза. Найти внешнее давление.
г) Цилиндр массы $M$ с газом закрыт поршнем массы $m$, площадь $S$ и расположен на горизонтальном столе. Устройство толкают по столу с силой $F$, приложенной к поршню (см. рисунок). Какое давление газа установится в цилиндре? Атмосферное давление $p$, коэффициент трения между цилиндром и столом $mu$.
5.3.7. Вертикальный цилиндр радиуса $R$ перекрыт поршнем, который состоит из стержня (массы $m_1$ и радиуса $r$) и шайбы (массы $m_2$), надетой на стержень (см. рисунок). В начальный момент под поршнем находится воздух под атмосферным давлением. После того, как поршень и стержень освободили, началось скольжение и стержня, и шайбы. Определите ускорение шайбы в момент, когда стержень достиг максимальной скорости. При этом ни стержень, ни шайба дна достичь не успевают, а шайба всегда остается на стержне. Трения между шайбой и цилиндром, и между шайбой и поршнем нет.
5.3.8. Горизонтальная труба сечения $S$ закрыта с торцов поршнями с массами $m_1$ и $m_2$. Снаружи имеется атмосферное давление $p$, а между поршнями – вакуум (см. рисунок). Сначала отпускают левый поршень, а через время $tau$ – второй. Трения нет. После неупругого столкновения поршни движутся совместно. Найдите их скорость.
5.3.9. Космический корабль состоит из кабины объема $V_0$ и шлюзовой камеры объема $V$. Каким станет давление в кабине после $N$ выходов космонавта в открытый космос? Начальное давление в кабине равно $p_0$.
5.3.10. В замкнутом сосуде с газом лопнул шарик, и давление в сосуде удвоилось. Во сколько раз давление газа в шарике было больше давления газа в сосуде, если его объем в $1,2$ раза меньше объема сосуда?
5.3.11. а) Поршень массы $M$, которым перекрыли цилиндрический стакан высоты $H$ и сечения $S$, опустился вниз по стакану на $h$ (см. рисунок). Определите атмосферное давление. б) Пробирка сечения $S$ расположена вертикально запаянным концом вверх, а снизу закрыта пробкой, которая может без трения скользить вдоль пробирки. В начальный момент времени пробка находится в покое у нижнего конца пробирки (см. рисунок). Когда пробирку перевернули запаянным концом вниз, то пробка установилась на середине пробирки. Атмосферное давление $p_0$. Найти массу пробки.
5.3.12. В сосуде объемом $V$ находится газ при давлении $p_0$. Сосуд посредине разделен поршнем сечения $S$, в котором есть небольшое отверстие, закрытое пробкой (см. рисунок). Пробка выскакивает при перепаде давления $p_1$. Насколько надо сместить поршень, чтобы пробка выскочила?
5.3.13. В верхней части вертикально расположенного цилиндрического сосуда сечения $S$ находится газ под давлением $p_0$, занимая объем $V_0$. Снизу газ удерживается поршнем, опирающимся на пружину жесткости $k$ (см. рисунок). Под поршнем вакуум. Сосуд перевернули, и поршень сместился на расстояние $h$ от первоначального положения. Найдите массу поршня.
5.3.14.* а) Подвижный поршень массы $M$ и радиуса $r$ находится на расстоянии $l$ ото дна очень длинной пробирки (см. рисунок). Внешнее давление $p_0$. До какой угловой скорости нужно раскрутить пробирку вокруг оси $OO^/$ проходящей через дно пробирки, чтобы поршень вылетел из нее?
б) Решите задачу а) в случаях, когда длина пробирки равна $1,5l$ и $3l$.
5.3.15. а) Две вертикальных соосных трубы, площади сечения которых $S$ и $2S$, перекрыты невесомыми поршнями, жестко соединенными между собой легким стержнем (см. рисунок). Вначале давление внутри и снаружи равно $p_0$, а длина каждого из перекрытых участков равны $h$. Найти смещение поршней после того, как к нижнему подвесили груз массы $m$.
б) Две соосных трубы, площадь сечения которых $S$ и $2S$, перекрыты невесомыми поршнями, соединенными между собой невесомым жестким стержнем (см. рисунок). Вначале давление внутри и снаружи равно $p_0$, а длина каждого из перекрытых участков равны $h$. Найти максимальную массу груза, которая может удерживаться, будучи подвешенной к нижнему поршню.
5.3.16. В цилиндрическом стакане подвижный поршень перекрывает половину его объема. Сверху этот стакан перекрывают точно таким же поршнем и он, двигаясь вниз, устанавливается на месте первого поршня (см. рисунок). Высота стакана $H$. Определите, на каком расстоянии от дна стакана установится первый поршень?
5.3.17. а) Цилиндрический объем, заполненный газом, разделен двумя подвижными поршнями на три части одинакового объема (см. рисунок). При горизонтальном положении цилиндра поршни находились в равновесии. Когда цилиндр поставили вертикально, длина нижнего отсека уменьшилась вдвое, а среднего – не изменилась. Найти отношение масс верхнего и нижнего поршней.
б) Цилиндрический объем, заполненный газом, разделен двумя подвижными одинаковыми поршнями на три части. В горизонтальном положении в равновесном состоянии крайний правый объем был в два раза больше двух остальных (см. рисунок). В вертикальном равновесном состоянии средний объем не изменился. Во сколько раз изменились крайние объемы?
5.3.18. В трубе находятся четыре одинаковых поршня сечения $S$ на одинаковом расстоянии $l$ друг от друга (см. рисунок). Сила трения между каждым поршнем и стенками трубы $F$. Вне и между поршнями находится воздух при давлении $p_0$. На какое расстояние надо сдвинуть самый левый поршень, чтобы сдвинулся самый правый?
5.3.19.* а) Цилиндрический стакан высоты $L$ перекрывают поршнем, который перемещается внутри стакана с трением, проталкивают внутрь и отпускают. После этого поршень, двигаясь наружу, остановился на расстоянии $h < L$ от дна (см. рисунок). Затем стакан переворачивают вверх дном, в результате поршень еще сдвинулся наружу и остановился на расстоянии $H < L$ от дна (см. рисунок). Найти массу поршня, если величину силы трения при движении поршня можно считать постоянной. Площадь поршня $S$, атмосферное давление $p_0$.
б) Пробка с трением массы $M$ и сечения $S$ удерживается в вертикально расположенной пробирке на расстоянии $l$ от ее дна. Пробку отпустили. Она поднялась на $a$ и остановилась. Когда пробирку перевернули вверх дном, а затем вернули в прежнее положение, пробка оказалась на расстоянии $l + b$ от дна пробирки, где $b > a$. Определите первоначальное давление газа под пробкой и максимальную силу трения между пробкой и пробиркой. Внешнее давление газа $p_0$.
5.3.20.* Внутри мыльного пузыря радиуса $R$ находится другой мыльный пузырь радиуса $rR$ (см. рисунок), $r^2R > R^3 – r^3$. Внешний пузырь прокалывают и после установления равновесия обнаруживают, что радиус внутреннего пузыря стал равен внешнему $R$. Найти атмосферное давление, если коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора равен $sigma$.
5.3.21. Тонкий поршень массы $m$ разделяет вертикальный цилиндр объема $V$ на два отсека и может двигаться без трения. Вначале давление газа над поршнем равно $p_0$. Из-за медленного просачивания газа из нижнего отсека в верхний, поршень плавно опускается. Найдите давление в верхнем отсеке, когда при неизменной температуре поршень опустился на $h$ (см. рисунок).
5.3.22.* Замкнутый объем разделен на два одинаковых отсека теплоизолирующей перегородкой, в которой есть маленькое отверстие, размер которого меньше длины свободного пробега молекул газа, которые находятся в этих отсеках. Температура газа $T_0$ и давление $p_0$ (см. рисунок). Определите, какая разница давлений возникнет в этих отсеках, если стенки левого отсека поддерживать при температуре $T_1$, а правого – при $T_2$?
Источник