Цилиндрический сосуд, закрытый сверху поршнем, заполнили газом. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит медный шар (см. рисунок). Газ нагревают. Как в…

Для решения данной задачи необходимо проанализировать, как изменение температуры газа влияет на его давление и силу Архимеда, действующую на шар, находящийся на дне сосуда.

1. Изменение давления газа:

   • При нагревании газа, согласно закону Бойля-Мариотта, если объем газа остается постоянным (что происходит в данном случае, так как сосуд закрыт сверху поршнем и его объем не меняется), давление газа увеличивается. Это связано с тем, что при повышении температуры молекулы газа начинают двигаться быстрее, что приводит к увеличению частоты и силы столкновений молекул газа с поверхностью поршня.
   • Ответ: Увеличивается.

2. Изменение силы Архимеда:

   • Сила Архимеда, действующая на тело, погруженное в жидкость (в нашем случае – в газ), определяется по формуле \(F_A = \rho \cdot V \cdot g\), где \(\rho\) – плотность газа, \(V\) – объем вытесненной жидкости (в данном случае – за счет шара), \(g\) – ускорение свободного падения.
   • При увеличении температуры газа плотность газа уменьшается (так как при увеличении температуры объем газа стремится увеличиваться). Учитывая, что объем шара остается постоянным, объем вытесненного газа также остается неизменным. Однако, поскольку плотность газа уменьшается, сила Архимеда будет также уменьшаться.
   • Ответ: Уменьшается.

Теперь сформулируем данные в виде таблицы:

Ответ в таблице:

• Давление газа: 1
• Сила Архимеда: 2

Таким образом, выводя все вместе, мы получаем, что давление газа увеличивается, а сила Архимеда, действующая на шар, уменьшается при нагревании газа.