2020-03-27
Поршень массой $M$, перекрывающий стакан сечением $S$, находится на расстоянии $l$ от дна стакана (рис.). Когда стакан перевернули, поршень остановился на расстоянии $L$ от дна. Определите внешнее давление воздуха, если температура газа в стакане постоянна.
Решение:
Запишем условие равновесия поршня в начальном и конечном состояниях:
$p_{1}S - p_{0}S = Mg$,
$p_{0}S - p_{2}S = Mg$
и условие постоянства температуры:
$p_{1} (lS) = p_{2} (LS)$.
Выражая $P_{1}S$ и $p_{2}S$ из первых двух уравнений и подставляя в третье, найдем искомое внешнее давление:
$p_{0} = \frac{Mg}{S} \frac{L + l}{L - l}$.