1. Углекислый газ массой 10 г нагрет от 20 до 30 °C при постоянном давлении. Найти работу расширения газа, изменение его внутренней энергии и количество теплоты, полученное газом.

Считаем углекислый газ идеальным двухатомным по поступательным и вращательным степеням свободы, с молярной массой 44 г/моль; колебания молекул не учитываем. Используем школьную модель теплоёмкости идеального газа.

1. Изменение температуры: ΔT = 30 − 20 = 10 K. Количество вещества: n = 10/44 ≈ 0,227 моль.
2. При постоянном давлении работа газа: A = nRΔT ≈ 0,227 · 8,31 · 10 ≈ 18,9 Дж.
3. Для двухатомного идеального газа ΔU = (5/2)nRΔT ≈ 47,2 Дж.
4. По первому началу термодинамики Q = ΔU + A ≈ 47,2 + 18,9 = 66,1 Дж.

Ответ: A ≈ 19 Дж; ΔU ≈ 47 Дж; Q ≈ 66 Дж.