Водолазный колокол, содержащий моль воздуха при давлении
атмосфер, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного давления (в атмосферах). Работа, совершаемая водой при сжатии воздуха, вычисляется по формуле , где — постоянная, — температура воздуха. Найдите давление воздуха в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа в 27 840 Дж.
Ответ дайте в атмосферах.
Работа при изотермическом сжатии воздуха задана формулой . Подставим Дж/(моль·К), моль и К:
По условию работа равна Дж, а начальное давление атмосфер, поэтому
По определению логарифма , откуда
Давление воздуха в колоколе равно атмосфер.
Ответ: .