На рисунке показана кварцевая пробирка постоянной толщины с запаянными концами. Внутри неё имеется вертикальный столбик ртути, разделяющий пространство в трубке на две части, причём снизу от него находится воздух, а сверху — двухатомный газ, молекулы которого диссоциируют на отдельные атомы, когда его температура $T$ превышает $T_0$. Если концентрацию молекул газа при $T_0$ обозначить за $n_0$, а концентрацию молекул, подвергшихся диссоциации при повышении температуры до $T+\Delta T$, за $\Delta n$, то при малых $\Delta T$ для степени диссоциации будет выполняться закон\[\frac{\Delta n}{n}=\frac{\Delta T}{T}.\]
Изначально температура газа в пробирке равна $T_0$, высота верхнего столба газа равна $l_0$, нижнего — $2l_0$, а давление, создаваемое столбиком ртути, составляет величину $a$ от давления воздуха снизу $(0 < a < 1)$. В некоторый момент времени температуру $T_0$ начинают медленно поднимать.

1 Вверх или вниз будет двигаться при этом столбик ртути в зависимости от параметров задачи?

Тепловым расширением пробирки и ртути можно пренебречь.

$\textit{Совет}$: удобно решать задачу, рассматривая смещение столбика ртути $x$, считая $x > 0$ при повышении столбика и $x < 0$ при понижении.