Задачи › Сосуды с поршнями, газ и пружина

Поршни и вода в сосуде

  1. Поршни и вода в сосуде

    «Шаг в будущее» 2024/25, 10 кл.
    6/10

    Вертикально расположенный сосуд, имеющий форму двух соединённых между собой цилиндров, площади горизонтальных сечений которых равны \(S_1 = 2S\) и \(S_2 = S\), содержит воду, находящуюся в среднем отсеке между двумя невесомыми теплонепроницаемыми поршнями (см. рисунок). Вода полностью заполняет отсек длиной \(L\) между поршнями. В верхнем отсеке сосуда над поршнем площади \(S_1\) находится идеальный газ в количестве \(\nu\) моль при температуре \(T\) и давлении \(p_1 = 2{,}5\) кПа, а в нижнем отсеке под поршнем площади \(S_2\) — другой идеальный газ в количестве \(5\nu\) моль при такой же температуре \(T\). Поршни находятся в равновесии, когда расстояния от оснований сосуда до поршней равны \(L_1 = l = L/2\), \(L_2 = 2l\). Стенки сосуда гладкие. Вода не протекает через поршни, газы через поршни не просачиваются.

    Рисунок
    1. Чему равно расстояние \(L\) между поршнями?

    2. Температуру газа в нижнем отсеке увеличивают в \(1{,}5\) раза, при этом температура газа в верхнем отсеке не изменяется. Поршни, оставаясь в своих цилиндрах, занимают новое положение равновесия. Каким станет при этом давление газа в верхнем отсеке?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Условие равновесия каждого поршня даёт связь давления газа и давления воды. Учтите, что вода несжимаема и её объём в отсеке между поршнями не меняется при перемещении поршней по цилиндрам разных сечений.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи