Дано:

Шарик с газом находится под герметичным стеклянным колпаком. В колпак закачивают дополнительный воздух.

Найти:

Как изменится объём шарика — ? ⠀

Решение:

До закачки воздуха давление воздуха под колпаком равно P_1. Шарик находится в равновесии: давление внутри шарика равно давлению снаружи. После закачки дополнительного воздуха масса воздуха под колпаком увеличилась. Сила тяжести, действующая на столб воздуха над шариком, возросла, что приводит к увеличению давления: P_2 \gt P_1 По закону Бойля–Мариотта (температура шарика не меняется): P_1 V_1 = P_2 V_2 V_2 = \frac{P_1 V_1}{P_2} \lt V_1 Так как внешнее давление P_2 \gt P_1, объём шарика V_2 \lt V_1 — шарик сжимается. Процесс останавливается, когда давление газа внутри шарика выравнивается с возросшим внешним давлением.