Заголовок: "Решаем задачу по физике: определение массы поршня"

Дано:

• Масса воздуха: 3 г
• Площадь поршня: 20 кв. см
• Перемещение поршня: 5 см
• Изменение температуры воздуха: -14 К

Решение:

1. Найдем изменение давления воздуха в цилиндре. По закону Гей-Люссака, давление и температура газа связаны следующим образом: P1/T1 = P2/T2, где P1 и T1 - начальное давление и температура, P2 и T2 - конечное давление и температура. Так как давление и температура пропорциональны, то изменение давления пропорционально изменению температуры: ΔP = P1 (ΔT / T1) = 3 г (14 К / 273 К) ≈ 0,15 г.
2. Теперь найдем силу, действующую на поршень. Сила, действующая на поршень, равна произведению давления на площадь поршня: F = P S = 0,15 г / 20 см² = 0,0075 г см / с².
3. Для того чтобы поршень находился в равновесии, сила, действующая на поршень, должна быть равна силе тяжести поршня: F = m g, где m - масса поршня, g - ускорение свободного падения. Таким образом, m = F / g = 0,0075 г см / с² / 980 см / с² ≈ 0,0000077 г.

Ответ: Масса поршня составляет примерно 0,0000077 г.