Так как на протяжении всего изопроцесса температура постоянна, то мы можем воспользоваться законом Бойля-Мариотта: P1V1=P2V2=const
При этом у нас по условию: V(левая часть)=2V(правая часть)
Тогда, воспользовавшись законом Бойля-Мариотта, можно записать в виде: PлV=2PпV
По уравнению Менделеева-Клапейрона: PV = m R T / M
Тогда можно переписать в виде: m(левая часть) R T / M = 2m(правая часть) R T / M
Так как T=const, то после сокращений получим ответ на поставленный вопрос задачи: m(левая часть) = 2m(правая часть), то есть, масса газа в правой части цилиндра больше в два раза массы газа в левой части цилиндра.
Так как лодка находится в равновесии, то суммарный вес лодки и мальчика уравновешивается выталкивающей силой, численно равной весу воды в объеме погруженной части лодки:
При этом у нас по условию: V(левая часть)=2V(правая часть)
Тогда, воспользовавшись законом Бойля-Мариотта, можно записать в виде: PлV=2PпV
По уравнению Менделеева-Клапейрона: PV = m R T / M
Тогда можно переписать в виде: m(левая часть) R T / M = 2m(правая часть) R T / M
Так как T=const, то после сокращений получим ответ на поставленный вопрос задачи: m(левая часть) = 2m(правая часть), то есть, масса газа в правой части цилиндра больше в два раза массы газа в левой части цилиндра.
Вес лодки:
P₁ = m₁g = 5,5 · 10 = 55 (H)
Вес лодки вместе с весом мальчика:
P = P₁ + P₂ = 55 + 370 = 425 (H)
Так как лодка находится в равновесии, то суммарный вес лодки и мальчика уравновешивается выталкивающей силой, численно равной весу воды в объеме погруженной части лодки:
P = Fₐ = ρgV, где ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
g = 10 H/кг - ускорение своб. падения
V - объем погруженной части лодки
Тогда:
V = P/ρg = 425 : 10000 = 0,0425 (м³) = 42,5 (дм³) ≈ 43 (л)