Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2431
2017-03-24 
В цилиндрической трубе на расстояниях $L$ и $2L$ от закрытого торца находятся два поршня, которые могут перемещаться без трения. В левом отсеке находятся пары воды при давлении $p_{0}$, а в правом — воздух при том же давлении. Давление насыщенных паров воды равно $2p_{0}$. Правый поршень медленно вдвинули на расстояние $a$. Насколько сдвинется левый поршень? Температуру паров воды и воздуха считать постоянной.
Решение:
Из-за отсутствия трения из условия равновесия для левого поршня давление $p_{1}$ слева и справа от него должно быть одним и тем же. Тогда и объемы в левом и правом отсеках до конденсации пара должны быть одинаковыми. Иначе говоря, пока $p_{1} \leq 2p_{0}$, длина каждого отсека равна $(2L - a)/2 = L - a/2$, таким образом, смещение левого поршня $x = a/2$ при $p_{1} \leq 2p_{0} (a \leq L)$.
При дальнейшем выдвигании поршней пары воды конденсируются и давление, одинаковое в обоих отсеках, будет постоянным и равным $2p_{0}$, так как по закону Бойля—Мариотта $p_{0}L = 2p_{0}l$. Отсюда $l = L/2$. При этом $2L - a - L/2 = x$, откуда $x = 3L/2 - a$ при $L \leq a \leq 3L/2$. (Объемом конденсировавшейся воды пренебрегаем.) При $a > 3L/2 x = L$.
В цилиндрической трубе на расстояниях $L$ и $2L$ от закрытого торца находятся два поршня, которые могут перемещаться без трения. В левом отсеке находятся пары воды при давлении $p_{0}$, а в правом — воздух при том же давлении. Давление насыщенных паров воды равно $2p_{0}$. Правый поршень медленно вдвинули на расстояние $a$. Насколько сдвинется левый поршень? Температуру паров воды и воздуха считать постоянной.
Решение:
Из-за отсутствия трения из условия равновесия для левого поршня давление $p_{1}$ слева и справа от него должно быть одним и тем же. Тогда и объемы в левом и правом отсеках до конденсации пара должны быть одинаковыми. Иначе говоря, пока $p_{1} \leq 2p_{0}$, длина каждого отсека равна $(2L - a)/2 = L - a/2$, таким образом, смещение левого поршня $x = a/2$ при $p_{1} \leq 2p_{0} (a \leq L)$.
При дальнейшем выдвигании поршней пары воды конденсируются и давление, одинаковое в обоих отсеках, будет постоянным и равным $2p_{0}$, так как по закону Бойля—Мариотта $p_{0}L = 2p_{0}l$. Отсюда $l = L/2$. При этом $2L - a - L/2 = x$, откуда $x = 3L/2 - a$ при $L \leq a \leq 3L/2$. (Объемом конденсировавшейся воды пренебрегаем.) При $a > 3L/2 x = L$.
