ID: 00014649
Идеальный одноатомный газ в количестве $\nu = 0{,}09$ моль находится в равновесии в вертикальном гладком цилиндре под поршнем массой $m = 5$ кг и площадью $S = 25$ см$^2$. Внешнее атмосферное давление $p_0 = 10^5$ Па. В результате охлаждения газа поршень сдвинулся вниз на $\Delta h$, а температура газа понизилась на $\Delta T = 16$ К. Какова величина $\Delta h$?
Ответ дайте в см, округлив до целых.
Источник: Сборник Гиголо
И снова поршень гладкий и уравновешенный — давление газа постоянно: $p = p_0 + \dfrac{mg}{S}$. По известному понижению температуры найдём, на сколько опустился поршень.
$p = p_0 + \dfrac{mg}{S} = 10^5 + \dfrac{5\cdot 10}{25\cdot10^{-4}} = 1{,}2\cdot10^{5}$ Па.
Из изобары $p\,S\,\Delta h = \nu R\,\Delta T$ выражаем смещение: $\Delta h = \dfrac{\nu R\,\Delta T}{p\,S} = \dfrac{0{,}09\cdot 8{,}31\cdot 16}{1{,}2\cdot10^{5}\cdot 25\cdot10^{-4}} \approx 0{,}04$ м $= 4$ см.