Газ между поршнями на пружинах

Сравните, как меняются силы, действующие на оба поршня со стороны газа, и используйте уравнение состояния идеального газа для нахождения изменения давления.

Поскольку жёсткость правой пружины в два раза больше, чем левой, а изменения сил давления газа на оба поршня при нагревании одинаковы, сжатие левой пружины должно быть в два раза больше, то есть составит \(2l\). Поэтому после нагревания расстояние между поршнями будет равно \(10l\). Пусть \(p_1, V_1\) — начальные давление и объём газа, \(p_2, V_2\) — конечные. Из уравнения состояния идеального газа \[\frac{p_2V_2}{p_1V_1} = \frac{T_2}{T_1}, \quad\text{откуда}\quad \frac{p_2}{p_1} = \frac{T_2}{T_1}\cdot\frac{V_1}{V_2} = \frac{600}{350}\cdot\frac{7l}{10l} = \frac{6}{5} = 1{,}2.\] Значит, давление в результате нагревания увеличилось на \(20\%\), и деформация пружин увеличилась на \(20\%\). Начальная деформация левой пружины равна \(10l\), а правой — \(5l\). Длина левой пружины в недеформированном состоянии \(13l\), а правой — \(8l\).