Условие задачи
Сосуд с воздухом, отделенным от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть на поверхность. Начальная температура воздуха в сосуде и воды в кастрюле t1 = 18 °С. Кастрюлю помещают в холодильник. Ниже какой температуры t2 должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли? Начальный объем воздуха в сосуде V1 = 2 дм3. Масса сосуда с поршнем m = 2,2 кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой \(\rho=7800\) кг/м3. Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда с поршнем.
Из приведенного ниже списка выберите все предположения, которые следует использовать при решении данной задачи.

• Для процессов, происходящих с воздухом в сосуде под поршнем, применима модель идеального газа.
• Внутренняя энергия воды и воздуха при помещении кастрюли в холодильник не изменилась.
• Если бы сосуд заполнить водой, то при обрыве нитей, он бы остался плавать в воде внутри кастрюли.
• При понижении температуры силы натяжения нитей будут уменьшаться за счет уменьшения объемов воздуха и воды.
• Сосуд с воздухом упадет на дно кастрюли при условии равенства внутреннего \(со стороны воздуха\) и внешнего \(со стороны воды\) давлений на поршень.