• так как в условии задачи ничего не говорится про атмосферное давление, но также и не упоминается про то, что цилиндр находится в вакууме, я решил, что в решении все-таки буду учитывать атмосферное давление. вариант решения задачи без него предоставляю вам (или "я ленивый и хочу спать")
○ все задачи перемешались в голове, подробно написать не смогу. составляем систему уравнений состояния газа
P0 V = v R T P V = 2 v R T
давления газов определяются выражениями
P0 = Pа + (Mg)/S, где Pa - давление атмосферы, M - масса поршня P = Pa + ((M + m)g)/S, где m - масса груза
разделив одно уравнение состояния на другое, находим
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме:
с = 3 · 10⁸ м/с
За t = 2,5 мин. = 150 с. радиосигнал пройдет расстояние:
S = c · t = 3 · 150 · 10⁸ = 4,5 · 10¹⁰ (м) = 4,5 · 10⁷ (км)
Тогда расстояние от Земли до Венеры:
S₀ = S/2 = 2,25 · 10⁷ (км) = 22 500 000 (км)
На самом деле, расстояние от Земли до Венеры изменяется в пределах от 38 млн. км до 261 млн. км
То есть, радиосигнал, посланный с Земли в момент наименьшего расстояния между Землей и Венерой, вернется на Землю только через:
t = 2S₀/c = 2 · 3,8 · 10¹⁰ : (3 · 10⁸) ≈ 254 (c) ≈ 4,23 (мин)
• так как в условии задачи ничего не говорится про атмосферное давление, но также и не упоминается про то, что цилиндр находится в вакууме, я решил, что в решении все-таки буду учитывать атмосферное давление. вариант решения задачи без него предоставляю вам (или "я ленивый и хочу спать")
○ все задачи перемешались в голове, подробно написать не смогу. составляем систему уравнений состояния газа
P0 V = v R T
P V = 2 v R T
давления газов определяются выражениями
P0 = Pа + (Mg)/S, где Pa - давление атмосферы, M - масса поршня
P = Pa + ((M + m)g)/S, где m - масса груза
разделив одно уравнение состояния на другое, находим
M = m - ((Pa S)/g)
тогда начальное давление равно
P0 = Pa + (g/S)*(m - ((Pa S)/g)) - подставляете, считаете
№2
• если известно, что для вытаскивания пробки до нагревания бутылки требовалась минимальная сила 45 Н
данная сила F определяется разностью давлений, умноженной на площадь пробки: F = (P - P0) S
так как объем бутылки не меняется, то справедлив закон Шарля
P0/T0 = P/T
решая совместно эти уравнения, находим
T = T0 (1 + F/(P0 S))
№3 не осилил. может быть, когда-нибудь дополню решение