Для расчета изменения внутренней энергии газа (∆U) используем уравнение первого закона термодинамики:

∆U = Q - W

Где Q - количество тепла, поглощенного или отданного газом, W - работа, выполненная газом.

При постоянном давлении изменение внутренней энергии газа можно выразить как:

∆U = n Cv ∆T

Где n - количество вещества газа, Cv - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме, ∆T - изменение температуры.

Давление задано постоянным, поэтому изменение внутренней энергии газа будет связано с изменением объема газа. Определим первоначальную и конечную температуры:

V1 = 12 л
V2 = 22 л

Так как мы знаем только итоговый и начальный объемы, нельзя сразу найти изменение внутренней энергии газа.

Необходимо знать начальное и конечное давление, чтобы определить работу газа. Для этого давление нужно выразить через объем и температуру по уравнению состояния газа:

P1 V1 = n R T1
P2 V2 = n R T2

Где R - универсальная газовая постоянная.

После нахождения начальной и конечной температур можно найти изменение внутренней энергии газа по формуле ∆U = n Cv ∆T.