В горизонтально расположенном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S=12 см2 находится водород, отделённый от атмосферы подвижным поршнем (см. рисунок). При движении поршня на него действует постоянная сила трения F=24 Н. Первоначально давление внутри сосуда равно атмосферному давлению P0=105 Па, температура водорода T0=330 K. Температуру водорода начинают медленно уменьшать.

Как изменится давление внутри сосуда, если температура водорода уменьшится до T=300 K?

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Так как количество вещества и объем остаются постоянными, уравнение можно записать в виде:

P/T = const

Таким образом, при уменьшении температуры до 300 K, давление внутри сосуда уменьшится пропорционально, и будет равно:

P = P0 * (T/T0) = 105 * (300/330) = 95.45 Па

Таким образом, давление внутри сосуда уменьшится до 95.45 Па.