Воздух нагрели на 30 К при постоянном давлении 10 в 5 степени Па. Обьем его при этом изменился от 1,5 до 1,67 м в кубе. Определите работу, совершенную воздухом при расширении, и приращение внутренней энергии.

Для нахождения значений работы воздуха и приращения его внутренней энергии воспользуемся формулами: А = P * ΔV = P * (Vк - Vн) и ΔU = i * P * ΔV / 2 = i * P * (Vк - Vн) / 2.

Постоянные и переменные: P - постоянное давление воздуха (P = 10⁵ Па); Vк - объем воздуха после нагрева (Vк = 1,67 м³); Vн - начальный объем (Vн = 1,5 м³); i - число степеней свободы молекул воздуха (i = 5, так как воздух по большей части состоит из двухатомных молекул).

Расчет: а) Работа: А = 10⁵ * (1,67 - 1,5) = 17 * 10³ Дж = 17 кДж;

б) Приращение внутренней энергии: ΔU = 5 * 10⁵ * (1,67 - 1,5) / 2 = 42,5 * 10³ Дж = 42,5 кДж.