Egy függőleges állású, súlytalan dugattyúval ellátott henger alapterületű (többi lent)?

Dugattyúról beszélünk, ilyenkor alapból eszedbe kell jusson, hogy akkor lesz egyensúlyban, ha a belső és a külső nyomás megegyezik.

A külső nyomás áll egyszer a légnyomásból, másrészt a vashengerből:

pk = pl + (m*g)/A = 100000 + (6.24*9.81)/0.005 = 112.24 kPa

Ekkorának kell lennie a nyomásnak is belül. Mivel a hőmérséklet kezdetben és a végállapotban azonos, ezért izoterm az állapotváltozás, vagyis egyszerűsödik a képlet:

(p1*V1)/T1 = (p2*V2)/T2

Mint említettem, T1=T2, tehát az kiesik:

p1*V1 = p2*V2

p1 kezdetben 100kPa volt, mivel megegyezett a külső légnyomással, p2 értékét most számoltuk ki (112.24 kPa), V1 is kiszámolható a felület és a levegőoszlop szorzatából, így csak V2 marad ismeretlen:

100000*(50*30) = 112240*V2

V2 = [100000*50*30]/112240 = 1336.4 cm^3

Ez a kezdeti 50*30=1500 köbcentinél 163.6 köbcentivel kisebb, vagyis ezt osztva a dugattyú felületével megkapod süllyedés mértékét:

dH = 163.6/50 = 3.3 cm