Задание №90338 ЕГЭ Физике

Так как по условию задачи система замкнута, то внутренняя энергия ее неизменна. Поэтому равновесное состояние системы будет устанавливаться при передаче тепла газу от более горячего куска железа. По первому закону термодинамики:

где — изменение внутренней энергии, — количество теплоты, которое подводили к телу, — работа газа.
В данном случае работа газа равна нулю, так как . Уравнение теплового баланса в этом случае имеет вид:

где — количество вещества газа, — универсальная газовая постоянная.
Запишем уравнение Менделеева – Клапейрона:

Выразим отсюда:

Выразим из (1) температуру газа :

Так как объем постоянен и количество вещества газа не меняется, то по закону Шарля:

Подставим (3) в (4):

Подставим (2) в (5):

Найдем давление газа в равновесном состоянии: