Для решения данной задачи используем уравнение для работы газа:
(W = P\Delta V),
где P - давление газа, V - объем газа, а ΔV - изменение объема газа.
Из уравнения состояния идеального газа (PV = nRT), где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - газовая постоянная и T - температура газа в Кельвинах, можно найти начальный объем газа:
Для решения данной задачи используем уравнение для работы газа:
(W = P\Delta V),
где P - давление газа, V - объем газа, а ΔV - изменение объема газа.
Из уравнения состояния идеального газа (PV = nRT), где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - газовая постоянная и T - температура газа в Кельвинах, можно найти начальный объем газа:
(V_1 = \frac{nRT_1}{P_1} = \frac{(2.5 \, г)/(2 \, г/моль) \cdot 8.31 \, Дж/(моль\cdotК) \cdot (27+273) \, K}{1.013 \cdot 10^5 \, Па} \approx 0.0532 \, м^3).
После нагрева температура газа стала 27°C + 100°C = 373K, а объем изменился на ΔV:
(\Delta V = V_2 - V_1).
Из идеального газа найдем новый объем газа:
(V_2 = \frac{nRT_2}{P_2} = \frac{(2.5 \, г)/(2 \, г/моль) \cdot 8.31 \, Дж/(моль\cdotК) \cdot (373) \, K}{1.013 \cdot 10^5 \, Па} \approx 0.617 \, м^3).
Тогда изменение объема составит:
(\Delta V = 0.617 \, м^3 - 0.0532 \, м^3 = 0.5638 \, м^3).
Теперь можем найти работу газа:
(W = P\Delta V = 1.013 \cdot 10^5 \, Па \cdot 0.5638 \, м^3 = 57326.37 \, Дж) или (57.3 \, кДж).
Таким образом, работа, выполненная газом при нагревании на 100°C, составляет 57.3 кДж.