В теплоизолированном сосуде находится вода при температуре 0 ºC. В нее опускают небольшой брусок из некоторого "секретного" материала, охлажденный до температуры −200 ºC. Через некоторое время брусок всплывает. При какой наибольшей плотности материала бруска это может быть? Удельную теплоемкость бруска считать равной 2·103 Дж/(кг·град). (1156 кг/м3)

Обозначим объём каждого отсека через V.
Происходит изобарическое расширение идеального газа.

p·V = (p - Δp)(V + ΔV)
p·V = p·V + p·ΔV - Δp·V - Δp·ΔV
Δp·V = (p - Δp)ΔV
ΔV = Δp/(p - Δp) · V

Суммарный объём газа в двух отсех при уже вылетевшей пробке:
V + (V + ΔV) = 2V + Δp/(p - Δp) · V = (2p - Δp)/(p - Δp) · V

Обозначим установившееся давление через p₁. Тогда закон Бойля-Мариотта для начального и конечного состояний газа:
p·2V = p₁·(2p - Δp)/(p - Δp) · V
2p = p₁·(2p - Δp)/(p - Δp)
p₁ = 2p·(p - Δp)/(2p - Δp)
p₁ = 2·84·(84 - 21)/(2·84 - 21) = 2·4·21·3·21/(8·21-21) = 24·21²/7·21 = 24·3 = 72 кПа

ответ:  Радиус светового пучка, проникшего в полость = 2,5/1,4 см

Объяснение:    Радиус (r)  пучка  будет меньше радиуса (R) полости, поскольку при углах падения лучей  на поверхность полости больше предельного угла будет происходить полное внутреннее отражение лучей от поверхности полости..  Смотрите рисунок.

Закон преломления имеет вид  n1*sinQ1 = n2*sinQ2. Здесь:  n1 – показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела сред =1,4;  n2 -  показатель преломления среды, в которую свет проходит после границу раздела сред, поскольку полость воздушная то n2 = 1;  Q1 -  угол падения луча на поверхность раздела сред;  Q2 – угол преломления луча на границе раздела сред.   При полном внутреннем отражении угол преломления Q2 = 90 градусов и sinQ2 = 1.  Значит n2*sinQ2 = 1.  И, следовательно, n1*sinQ1 = 1. Отсюда  sinQ1 = 1/ n1 = 1/1,4.  На рисунке видно, что r/R = sinQ1 = 1/1,4.  Отсюда r = R*sinQ1 = R/1,4 = 2,5/1,4 = 1,78571… см