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 (в джоулях), совершаемая водой при сжатии воздуха, вычисляется по формуле где — постоянная, К — температура воздуха. Найдите, какое давление будет иметь воздух в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа в 27840 Дж. Ответ дайте в атмосферах.
Работа при изотермическом сжатии воздуха вычисляется по формуле . Подставим Дж/(моль·К), моль и К:
По условию совершённая работа равна Дж, а начальное давление атмосфер, значит
По определению логарифма , откуда
Давление воздуха в колоколе будет равно атмосфер.
Ответ: .