Termodynamika
czerwiec 2016•3 pkt

Zadanie 6

Napompowana piłka ma objętość 3 dm33\,dm^{3}. Do pompowania piłki, w której początkowo ilość powietrza była bardzo niewielka, użyto pompki o objętości 0,4 dm30,4\,dm^{3}, której zasadę działania przedstawiono na rysunku. Gdy tłok wypycha powietrze z pompki do piłki, zawór (wentyl) Z1 jest otwarty, a zawór Z2 – zamknięty. Podczas ruchu tłoka w przeciwną stronę zawór Z1 jest zamknięty, a powietrze z otoczenia jest zasysane do pompki przez otwarty zawór Z2. Zakładamy, że w każdym cyklu całe powietrze z pompki zostaje przetłoczone do piłki, a ponadto pompowanie jest powolne, tak że temperatura przetłaczanego gazu się nie zmienia.

Rysunek do zadania 6 – matura z fizyki czerwiec 2016

Oblicz minimalną liczbę cykli pompowania konieczną do napełnienia piłki powietrzem pod ciśnieniem co najmniej trzykrotnie większym od ciśnienia na zewnątrz.