Question

Цилиндрический сосуд делится на две части тонким подвижным поршнем. Каково будет равновесное положение поршня, когда в одну часть сосуда помещено некоторое количество кислорода, а в другую - такое же по массе количество водорода, если длина сосуда L = 85см? Температура во время опыта не изменялась.

Answer 1

Дано:
Масса кислорода = масса водорода

Длина сосуда (L) = 85 см

Найти:
Равновесное положение поршня

Решение:
Из закона Бойля-Мариотта:
P1V1 = P2V2

Так как температура постоянна, то можно записать как:
P1 / T1 = P2 / T2

Так как массы газов равны, то их давления на одном уровне также равны.

Пусть S - площадь сечения поршня.

P1S = P2S

Подставим значение давления в первом и втором случае:

P1S = P2S
m1g/S = m2g/S
m1 = m2

Отсюда следует, что равновесие достигается при положении поршня на половине длины сосуда.

Ответ:
Равновесное положение поршня будет на расстоянии L/2 = 85 см / 2 = 42.5 см от начала сосуда.