Kaasujousen kaasusäiliö on perustilassaan 23,0 cm pitkä sylinteri, jonka tilavuus on 18,1 cm³. Tässä perustilassa kaasusäiliössä vallitsee normaali ilmanpaine. Jousta puristetaan niin, että kaasusäiliön tilavuus pienenee puoleen, eli jousi lyhenee 11,5 cm.

1. Mitä tapahtuu paineelle kaasusäiliössä?
2. Millä voimalla jousta on puristettava, jotta se lyhenee tämän 11,5 cm?

Täydennä ratkaisu:

a) Oletetaan, että jousta puristetaan hiljalleen ja mahdolliset lämpötilan muutokset ehtivät tasaantua. Tällöin tilanmuutosta voidaan tarkastella isotermisenä, eli [[$p_1V_1=p_2V_2$]]. Tästä voidaan ratkaista lyhentyneessä säiliössä vallitseva paine:

[[$p_2=p_1\dfrac{V_1}{V_2}$]]

[[$p_2=p_1\dfrac{V_2}{V_1}$]]

[[$p_2=V_1\dfrac{V_2}{p_1}$]]

[[$p_2=V_2\dfrac{V_1}{p_1}$]]
Paineeksi saadaan kPa

b) Voima ja paine liittyvät toisiinsa seuraavasti: [[$F=pA$]]. On siis laskettava pinta-ala, johon paine sylinterissä kohdistuu.

Pinta-ala saadaan laskemalla [[$A=\dfrac{V}{h}$]]. Pinta-ala on m².

Sylinterin ulkopuolella vallitsee normaali ilmanpaine ja sylinterissä a-kohdassa laskettu paine.
Puristavan voiman on vastattava näiden paineiden summaa.
Puristavan voiman on vastattava näiden paineiden erotusta.
Puristavan voiman on vastattava sylinterissä vallitsevaa painetta.
Puristavan voiman on vastattava ulkopuolella vallitsevaa painetta.

Voimaksi saadaan N.