Определить деформацию пружины в цилиндре с газами (18 января 2008)

Горизонтальный вакуумированный цилиндрический сосуд разделен тонким поршнем площадью S на две равные части объемом V каждая. Поршень соединён с правым торцом цилиндра недеформированной пружиной жесткостью k. В левую половину цилиндра впускают смесь ν1 моль водорода (H2) и ν2 моль азота (N2). Сосуд нагревают до температуры T, при которой поршень становится проницаем для молекул водорода. Определите деформацию пружины в стационарном состоянии при температуре T. Трением, массами поршня и пружины пренебречь.

Задача взята из контрольных работ подготовительного курса учебного центра "Ориентир".

Комментарии

Подсказка: в конечном состоянии действие водорода можно не учитывать, т.к. он займет весь сосуд и будет давить на поршень с обеих сторон. А вот азот будет по-прежнему давить на поршень. При достижении равновесия давление, производимое азотом с одной стороны на поршень, компенсируется давлением силы упругости с другой стороны поршня. Учтите, что объем, в котором находится азот, изменится при деформации пружины.
Надоело разбираться?