где – давление газа без груза, – давление газа при добавлении груза, – атмосферное давление.

Запишем второй закон Ньютона до добавления груза

Здесь – ускорение поршня.
и после добавления груза

– ускорение поршня. Спроецируем на вертикальную ось:

Также запишем уравнение Менделеева-Клапейрона

где – начальный объём газа, – количество вещества, – температура газа, – конечный объём газа.
Объёмы газов равны:

Объединяя (3) – (5), получаем

(Данный вывод также можно было получить из того, что процесс изотермический и воспользоваться законом Бойля-Мариотта). Приравняем (1) и (2)

С учётом (6)

Подставим в (2)

Подставим числа из условия