Объем газа — 2
1) Так как поршень подвижный (не закреплен), то процесс будет происходить при постоянном давлении. Уравнение состояния газа:

где — давление газа, — объем, занимаемый газом, — количество вещества газа, — универсальная газовая постоянная, — абсолютная температура.
Выразим отсюда объем газа:

При уменьшении количества вещества газа (, ) его объем уменьшится.

Сила Архимеда — 3
2) Сила Архимеда:

где — плотность газа, — ускорение свободного падения, — объем шарика.
Плотность газа по определению равна:

где — масса газа.
Подставим (1) в (2) с учетом того, что , где — молярная масса газа:

Плотность газа не изменится и сила Архимеда, следовательно, тоже.