Имеется сосуд, содержащий два отсека с клапаном на перегородке, причем объем одного отсека в 3 раза меньше другого. Конструкция клапана такова, что он открывается, если разность давлений превышает определенную величину р, остается открытым в течение времени, достаточного для установления теплового равновесия во всем сосуде, а потом закрывается. Первоначально в обоих отсеках находится идеальный одноатомный газ при давлении р и температуре Т. Газ в меньшем отсеке начинают нагревать до тех пор, пока не откроется клапан. Затем нагрев прекращают и возобновляют его, после того, как клапан закроется. Какова будет температура газа, когда клапан закроется в четвертый раз?
Первое открывание: в соответствии с законом Шарля и
Второе открывание. Аналогично первому открыванию: и
Третье открывание. Аналогично первому и второму открываниям: и
где P(3), T(3) — давление и температура после второго закрывания клапана.
Четвёртое открывание. Аналогично первому, второму и третьему открываниям: и
Ответ: 2T.