При достижении термодинамического равновесия выравниваются давления и температуры газов обеих частях сосуда: Для определения параметров газов запишем уравнения Клапейрона для обеих порций газов Разделим уравнения (2) друг на друга Добавим условие постоянства объема Из этих уравнений следует, что объемы газов станут равными Из уравнений (2) найти значения установившихся давлений и температур нельзя, т.к. в них входят только их отношение. Поэтому следует воспользоваться первым законом термодинамики. Так как давления газов на поршень с разных сторон все время одинаковы, то работа газов по перемещению поршня равны нулю. Система теплоизолирована, поэтому внутренняя энергия газов сохраняется.

Внутреннюю энергию одноатомного газа можно рассчитать по формулам Здесь использовано уравнение состояния идеального газа . Уравнения закона сохранения энергии в данном случае имеет вид из которого следует, что давление газа не изменяется, т.е. Теперь установившуюся температуру можно найти из любого из уравнений (2): Используя найденное значение объема, получаем

Т.к. смещением поршня пренебрегаем, то объемы газов остаются неизменными: Также остаются неизменными параметры газа в части сосуда b: В процессе нагревания полученная теплота идет на увеличение внутренней энергии газа в части сосуда a: Подставляем известные значения параметров и находим Значение температуры газа найдем из уравнения состояния Клапейрона (для состояний 0 и 2): из которого следует, что температура газа станет равной

После установления равновесия температуры и давления газов в разных частях сосуда станут равными Для упрощения расчетов рассмотрим переход из состояния 0 в конечное состояние 3 (без промежуточных этапов). Первый закон термодинамики приводит к уравнению из которого сразу следует, что давление газа будет равно Запишем уравнения состояния для обеих порций газов: Сложим эти два уравнения: и найдем значение конечной температуры:

Таким образом:

Наконец, значения объем можно выразить из уравнений (21). Если разделить их друг на друга, получим

Вспоминая. что , находим

Все найденные значения параметров сведены в Таблице 1.

Таблица 1.

№	рисунок	параметры газа в части	параметры газа в части
0
1
2
3