Бутылку закрыли пробкой, площадью сечения 2 см². Чтобы вытащить пробку, нужно приложить силу 10 Н. До какой температуры нужно нагреть бутылку, чтобы пробка вылетела? Начальная температура воздуха в бутылке равна 27℃, атмосферное давление 10^5 Па. ответ укажите в градусах Цельсия.​

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

3

Объяснение:

1)

Сопротивление первой ветви:

R₁₂ = R₁ + R₂ = 2 + 4 = 6 Ом

Сопротивление второй ветви:

R₃₄ = R₃ + R₄ = 10 + 2 = 12 Ом

2)

Поскольку ветви соединены параллельно, то

U₁₂ = U₃₄ = U

Тогда ток по первой ветви:

I₁₂ = U / R₁₂ = U / 6  А

Ток во второй ветви:

I₃₄ = U / 12 А

3)

Находим падение напряжения на каждом сопротивлении:

U₁ = I₁₂*R₁ = (U/6)*2 = U/3 ≈ 0,33*U В

U₂ = I₁₂*R₂ = (U/6)*4 =2* U/3 ≈ 0,67*U В

U₃ = I₃₄*R₃ = (U/12)*10 =10*U/12 ≈ 0,83*U

U₄ = I₃₄*R₄ = (U/12)*2 =2*U/12 ≈ 0,17*U

Наибольшее падение напряжения на резисторе R₃