Горизонтальный цилиндрический сосуд разделён на две части поршнем, способным свободно перемещаться вдоль сосуда без трения. в начальный момент поршень делит сосуд на две равные части, в каждой из которых находится идеальный газ при температуре t0 и давлении p0. до какой температуры t нужно нагреть газ в правой части сосуда, чтобы занимаемый им объём стал в 3 раза больше, чем объём, занимаемый газом слева от поршня? температура газа слева от поршня поддерживается постоянной.

как известно, гелий в два раза тяжелее водорода: 1 литр водорода весит 0,09 грамма, а 1 литр гелия весит 0,18 грамма.

подъемная сила воздушного шара равна, по закону архимеда, разности между весом воздуха и весом газа, заполняющего шар.

принимая вес 1 литра воздуха равным 1,29 грамма, имеем для каждого литра объема шара такую подъемную силу: при заполнении водородом 1,29 г —0,09 г= 1,20 г; при заполнении гелием 1,29 г — 0,18= 1,11г.

разница составляет лишь: 7,6%.

итак,  будучи  тяжелее  водорода  в два  раза,  гелий уступает лишь немного водороду в подъемной силе.

ответ: большей подъемной силой обладает шар, наполненный водородом

кпд η=(тн-тх)/тн

где тн=150+273=423 к - температура нагревателя

тх=20+273=293 к - температура холодильника

η=(423-293)/423=0,307

с другой стороны η=a/q

a=ηq=0.307*105000=32235 дж=32,235кдж

в неподвижной кабине p=mg    m=p/g=2000н/9.8н/кг=200кг масса груза

вес увеличивается при равноускоренном движении кабины вверх

p1=m(g+a)

отсюда найдем ускорение

a=(p1/m)-g=(2200н/200кг)-9.8н/кг=1.2м/с2

ускорение направлено вверх, так как вес увеличивается