ID: 00014757
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится аргон. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Из сосуда медленно откачивают половину массы аргона при неизменной температуре. Атмосферное давление считать постоянным.
Как в результате этого изменятся объём аргона в сосуде и сила, действующая на поршень со стороны аргона?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
А) объём аргона
Б) сила, действующая на поршень со стороны аргона
Запишите в ответ выбранные цифры под соответствующими буквами.
Источник: ФИПИ
Поршень лёгкий и движется без трения, цилиндр горизонтальный. Значит поршень находится в равновесии, когда давление газа изнутри равно атмосферному снаружи: p_{газ}=p_{атм}. Атмосферное давление не меняется — значит и давление аргона остаётся прежним. Процесс идёт при постоянной температуре, поэтому работает уравнение состояния идеального газа pV=\dfrac{m}{M}RT.
Из pV=\dfrac{m}{M}RT при постоянных p и T объём прямо пропорционален массе газа: V\sim m. Откачали половину массы \Rightarrow объём тоже уменьшится в 2 раза. Уменьшится — 2.
Сила со стороны газа на поршень F=p_{газ}\cdot S=p_{атм}\cdot S. Давление газа осталось равным атмосферному, площадь поршня S не изменилась \Rightarrow сила прежняя. Не изменится — 3.
Ответ: 23