Для решения данной задачи используем первое начало термодинамики:

[
\Delta U = Q - W
]

Где (\Delta U) - изменение внутренней энергии, (Q) - количество теплоты, поглощенное газом, и (W) - работа, совершенная газом.

Так как процесс изотермический, то изменение внутренней энергии равно нулю, т.е. (\Delta U = 0).

Из уравнения состояния идеального газа (PV = nRT) найдем объем газа после расширения:

[
V_1 = \frac{nRT}{P}
]

Объем газа увеличивается в три раза, значит (V_2 = 3V_1). После расширения у нас будет количество вещества (n_2 = \frac{m}{u}), где (m) - масса газа, (u) - молярная масса газа.

Теперь можем подставить все значения и найти работу:

[
W = Q = \Delta U = nC_v\Delta T = \frac{m}{u}C_v\Delta T
]

Так как процесс изотермический, то (\Delta T = 0), следовательно работа будет равна нулю.