Расставим силы, действующие на поршень в процессе движения

Здесь – давление влажного воздуха, – масса поршня.
Запишем второй закон Ньютона:

где – сила давления газа, – сила давления атмосферы, – ускорение поршня.
В состоянии покоя . Спроецируем второй закон Ньютона в вертикальную ось:

Так как давление внутри цилиндра равно утроенному атмосферному давлению, то

При температуре давление насыщенных паров воды пренебрежимо мало, поэтому давление сухого воздуха . При температуре давление насыщенных паров становится равным атмосферному (100 кПа). Следовательно, давление сухого воздуха при этой температуре

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

где – давление газа, – объём газа, – количество газа, – температура в Кельвинах.
Отсюда:

При этом объём газа в первом и втором случае равны:

Здесь – площадь поршня.
Тогда

где – площадь поршня, , – абсолютные температуры смеси.
Откуда

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение включающее следующие элементы:

I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: условие равновесия поршня (второй закон Ньютона), связь между температурой и давлением насыщенного пара, уравнение Менделеева-Клапейрона, формула связи температуры в цельсиях с температурой в кельвинах)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов.

III) Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями).

IV) Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.