Задание 24 ЕГЭ по физике

Согласно условию газ отдал количество теплоты:
$-Q=A+\Delta U$
Так как в начале давление слева и справа одинаковое, то $F_{упр}=0$, внешние силы-это все силы, кроме газа
$A_{в.с.}=A_{пр}+A_{атм}\\ A=-A_{в.с.}\\ -Q=-A_{пр}-A_{атм}+\Delta U\\ A_{пр}=-\Delta E_{пот}=-(\frac{kb^2}{2}-0)=-\frac{kb^2}{2}\\ A_{атм}=F_{атм}b\cos 90^\circ =p_0Sb\\ F_{атм}=p_0S$

Внутреннюю энергию найдем по формуле:
$\Delta U=\frac{3}{2}(p_2V_2-p_0V_1),$
где $V_2=S(L-b),V_1=Sl$

Запишем второй закон Ньютона для поршня:
$F_г-F_{атм}+F_{упр}=0,$
где $F_г=p_2S$
Следовательно:
$p_2S-p_0S+kb=0\Rightarrow p_2=p_0-\frac{kb}{S}$

Подставим полученные формулы в формулу первого закона термодинамики:
$-Q=-(-\frac{kb^2}{2})-p_0Sb+\frac{3}{2}(p_0-\frac{kb}{S})(S(L-b)-p_0Sl)\\ -Q=\frac{kb^2}{2}-p_0Sb+\frac{3}{2}(p_0Sl-p_0Sb-kbL+kb^2-p_0Sl)\\ -Q=\frac{kb^2}{2}-p_0Sb-\frac{3}{2}p_0Sb-\frac{3}{2}kbL+\frac{3}{2}kb^2\\ -Q=2kb^2-\frac{5}{2}p_0Sb-\frac{3}{2}kbL\\ S=\frac{2kb^2-\frac{3}{2}kbL+Q}{\frac{5}{2}p_0b}$

Ответ: $S=\frac{2kb^2-\frac{3}{2}kbL+Q}{\frac{5}{2}p_0b}$

https://youtu.be/VacPzKH-_dw