Solution

По мере нагревания газа сначала будет расти давление при постоянном объеме, так как чтобы сдвинуть поршень, нужно преодолеть силу трения. Рассмотрим силы, действующие на поршень.

$\vec{F}_{газа} + \vec{F}_{трения} + \vec{F}_{атм} = 0$

Это же равенство сохранится при равномерном движении поршня. Для того, чтобы поршень начал движение, необходимо, чтобы сила давления газа преодолела силу давления атмосферы и максимальную силу трения покоя. Тогда, спроецировав силы на горизонтальную ось, получим:

$$F_{газа} = F_{трения} + F_{атм}$$

$$pS = F + p_{атм} S$$

$$p = p_{атм} + \frac{F}{S}$$

Это давление, необходимое для начала движения поршня.

В ходе начального нагревания газа до указанного давления верно следующее (так как процесс изохорный):

$$\frac{p_0}{T_0} = \frac{p}{T}$$

Тогда можно найти температуру начала движения поршня:

$$T = T_0 \frac{p}{p_0} = T_0 \frac{p_{атм} + \frac{F}{S}}{p_0}$$