Для решения этой задачи можно воспользоваться первым законом термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплоты, переданной системе, и работы, совершенной над системой:

ΔU = Q - W

Где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - теплота, переданная системе, W - работа, совершенная системой.

Мы знаем, что теплота, переданная системе, равна 4000 Дж, а изменение внутренней энергии газа равно изменению его температуры:

ΔU = n Cv ΔT

где n - количество вещества (10 моль), Cv - молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме (Cv = 20,78 Дж/(моль*К) для азота), ΔT - изменение температуры (10 К).

Подставляем известные значения:

n Cv ΔT = Q - W

10 20,78 10 = 4000 - W

W = 2078 - 4000 = -1922 Дж

Ответ: работа газа в этом процессе составляет -1922 Дж. Знак минус указывает на то, что газ совершает работу над окружающей средой.