Решение
Дано:
Резиновый шарик завязан (количество газа внутри постоянно), температура постоянна. Под колокол накачивают воздух — внешнее давление растёт.
Найти:
Как изменяются объём шарика и давление внутри него.
⠀
Решение:
Изначально шарик находится в равновесии: давление газа внутри шарика равно давлению снаружи, стенки шарика уравновешены.
При накачке воздуха под колокол внешнее давление увеличивается. Дополнительные молекулы воздуха снаружи чаще ударяются о стенку шарика — внешняя сила давления превышает внутреннюю, и шарик начинает сжиматься.
Газ внутри шарика: количество вещества $\nu = \text{const}$, температура $T = \text{const}$. По уравнению Менделеева–Клапейрона:
$$PV = \nu RT = \text{const}$$
Это изотермический процесс (закон Бойля–Мариотта):
$$P_1 V_1 = P_2 V_2$$
Объём уменьшается ($V$ уменьшается), давление внутри шарика увеличивается ($P$ увеличивается) — до тех пор, пока не сравняется с внешним давлением и не наступит новое равновесие.
