Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6336
2018-02-17 
В цилиндрической трубе на расстояниях $L$ и $2L$ от закрытого торца находятся два поршня, которые могут перемещаться без трения (рис.). В левом отсеке находятся пары воды при давлении $p$, а в правом — воздух при том же давлении. Давление насыщенных паров воды равно $2p$. Правый поршень медленно вдвинули на расстояние $l$. На какое расстояние 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, т. е., пока $p_{1} \leq 2p$, длина каждого отсека равна. $(2L - l)/2 = L - l/2$. Таким образом, смещение левого поршня $x = l/2$ при $p_{1} \leq 2p (l \leq L)$.
При дальнейшем вдвигании поршней пары воды конденсируются и давление, одинаковое в обоих отсеках, будет постоянным и равным $2p$. Значит, и расстояние между поршнями $l^{ \prime}$ будет постоянным и равным $L/2$, так как по закону Бойля — Мариотта $pL = 2pl^{ \prime}$. При этом $2L - l - L/2 = x$, откуда
$x = 3L/2 - l$ при $L \leq l \leq 3L/2$
(объемом конденсировавшейся воды пренебрегаем),
$x = L$ при $l > 3L/2$.
В цилиндрической трубе на расстояниях $L$ и $2L$ от закрытого торца находятся два поршня, которые могут перемещаться без трения (рис.). В левом отсеке находятся пары воды при давлении $p$, а в правом — воздух при том же давлении. Давление насыщенных паров воды равно $2p$. Правый поршень медленно вдвинули на расстояние $l$. На какое расстояние 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, т. е., пока $p_{1} \leq 2p$, длина каждого отсека равна. $(2L - l)/2 = L - l/2$. Таким образом, смещение левого поршня $x = l/2$ при $p_{1} \leq 2p (l \leq L)$.
При дальнейшем вдвигании поршней пары воды конденсируются и давление, одинаковое в обоих отсеках, будет постоянным и равным $2p$. Значит, и расстояние между поршнями $l^{ \prime}$ будет постоянным и равным $L/2$, так как по закону Бойля — Мариотта $pL = 2pl^{ \prime}$. При этом $2L - l - L/2 = x$, откуда
$x = 3L/2 - l$ при $L \leq l \leq 3L/2$
(объемом конденсировавшейся воды пренебрегаем),
$x = L$ при $l > 3L/2$.
