Egy vízszintes hengerben súrlódásmentesen mozgatható, kezdetben egyensúlyban lévő dugattyú levegőt zár el. A rendszer nem hőszigetelt. A dugattyút hirtelen kihúzzuk a henger végéig, és megmérjük, hogy mekkora $F$ erő szükséges ahhoz, hogy a dugattyút a henger végénél megtartsuk. Ezután a kísérletet azonos kezdőállapotból megismételjük úgy, hogy a dugattyút nagyon lassan húzzuk ki. Melyik esetben kell nagyobb erő a dugattyú megtartásához a henger végén: amikor lassan húzzuk ki a dugattyút, vagy amikor hirtelen?

A) Amikor lassan húzzuk ki a dugattyút.
B) Amikor hirtelen húzzuk ki a dugattyút.
C) A szükséges erő nem függ attól, hogy milyen gyorsan húzzuk ki a dugattyút.

Megoldás: B

Mivel a rendszer nem hőszigetelt, a dugattyú lassú mozgatása izoterm folyamatnak tekinthető, míg a gyors mozgatás adiabatikusnak. A p-V állapotsíkon az egy pontból induló adiabata mindig meredekebb, mint az izoterma. A két folyamat végállapota azonos térfogatot jelent, tehát az adiabatikus változás esetén kisebb a gáz nyomása, mint izoterm változás esetén. Azaz a dugattyú két oldalán lévő nyomások különbsége az adiabatikus esetben nagyobb, tehát ekkor kell nagyobb erőt kifejteni.