Чтобы поднять камень на воздухе, надо приложить силу, равную (по величине и противоположно по направлению) силе тяжести: Fт=m·g, где m - масса тела ( у нас 300), кг; g- ускорение свободного падения, Н/кг. Под водой нам " " Архимедова выталкивающая сила: Fа=ρ·g·V, где ρ- плотность жидкости ( у нас вода с ρ=1000кг/м³); g - ускорение свободного падения, Н/кг; V - объем вытесненной телом воды,( равный объему этого тела),м³. У нас V=0,1м³ Т.е. нам надо приложить силу F=Fт-Fа F= 300кг·10Н/кг - 1000кг/м³·10Н/кг·0,1м³ = 3000Н/кг-1000Н/кг = 2000Н/кг
Процесс изобарный, за счет дополнительного тепла газом совершена работа A=p*(V2-V1).
V2-V1=S*H=(пи*D^2/4)*0.03=(3,14*0,*0,1/4)*0,03=0,00785*0,03=0,000236 м3.
Давление складывается из атмосферного и силы тяжести поршня. рат(ну)=101325 Па,
Давление от поршня mg/S=0.8*9.81/0.00785=999.24 Па.
Суммарное давление р(об)=101325+999.24=102324,24 Па.
А=102324,24 * 0,000236 = 24,11 Дж.
Полезная работа совершена по поднятию поршня и равна An=F*S.
Сила равна F=p(об)*S=102324,24*0,00785=803,65 Н.
Полезная работа - 803,65*0,03=24,11 Дж.
КПД=100%.