В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа

Изобарный процесс означает, что давление в цилиндре остается на прежнем уровне. Поскольку давление внешнего воздуха так же осталось неизменным, его величина является лишним условием к задаче. Работа, совершенная газом, определяется разностью потенциальных энергий поршня.

A = W2 - W1.

По определению потенциальной энергии:

W = mgh, где W - энергия, m - масса, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Тогда:

A = mgh2 - mgh1 = mgΔh.

A = 10 * 9,8 * 0,2 = 50 Дж.

Ответ: совершенна работа 50 Дж.