Задание OGEPHYSCDD3A6: Давление твёрдого тела. Формула для вычисления давления твёрдого тела. Давление газа. Атмосферное давление. Гидростатическое давление внутри жидкости. Формула для вычисления давления внутри жидкости:

До помещения колбы в воду уровни жидкости в коленах одинаковы, поэтому давление газа равно атмосферному. Газ находился в тепловом равновесии с окружающей средой.
На втором исходном рисунке уровень в левом колене, соединённом с колбой, выше уровня в правом, открытом колене. Следовательно, давление газа стало ниже атмосферного. В системе Земли для равновесия манометрической жидкости:
p_газ = p_атм − ρ_м · gΔh,
где Δh — положительная разность уровней, ρ_м — плотность жидкости манометра.
Колба жёсткая, количество газа сохраняется; изменение его объёма в узкой соединительной трубке считаем пренебрежимо малым. Тогда повышение давления означает нагревание, а понижение — охлаждение. Количественно в модели идеального газа:
p₂p₁ = T₂T₁ при V = const.
Температура газа понизилась, средняя энергия теплового движения молекул уменьшилась, значит внутренняя энергия газа уменьшилась. При постоянном объёме работа газа пренебрежимо мала, изменение энергии связано с теплообменом с водой.
Проверка: при охлаждении газ слабее давит на жидкость, и атмосферный воздух поднимает её со стороны колбы. Это совпадает с исходным рисунком.