1)
Так как поршень подвижный (не закреплен), то процесс будет происходить при постоянном давлениии.
Уравнение состояния газа:

где — количество вещества, — температура в Кельвинах, — давление газа, — объем, занимаемый газом, — универсальная газовая постоянная. Выразим объем

При нагревании газа объем увеличивается.
2)
Так как поршень подвижный (не закреплен), то процесс будет происходить при постоянном давлениии.
3)
Плотность газа:

При нагревании объем увеличивается, значит плотность уменьшается.
4)
Сила Архимеда:

где — плотность газа, — объем шарика, — ускорение свободного падения. Плотность уменьшается, значит, сила Архимеда уменьшается.
5)
Концентрация:

При нагревании газа объем увеличивается, концентрация уменьшается.