Сумма сил, действующих на поршень, равна нулю.
Обозначим за P-давление водорода, а за P₀-давление кислорода в первом случае. P₁-давление кислорода во втором случае.
Очевидно, что давление водорода не изменилось, т.к. его объем и температура остались прежними. Давление кислорода уменьшилось в 4 раза, т.к. его температура была уменьшена в 4 раза(PV=vRT, T уменьшилась в 4 раза, V постоянно). S-площадь поршня, m-масса поршня.
P₁=0.25*P₀;
Первый случай: PS+mg=P₀S; mg=P₀S-PS.
Второй случай: P₁S+mg=PS; mg=PS-P₁S;
Объединяем оба уравнения.
P₀S-PS=PS-P₁S; P₀S-PS=PS-0.25P₀S; сокращаем S;
P₀-P=P-0.25P₀; 2P=1.25P₀; P₀=2P/1.25=8/5 p
P₁=8/5 p *0.25=2/5 p
Ответ:
P₀(до переворачивания)=8/5 p; P₁(после переворачивания)=2/5 p