111. В цилиндре объемом 4 л под поршнем площадью 20 см² и массой 5 кг при температуре 25°C находится кислород. Газ нагрели до температуры 250°C. Какую работу при этом совершит газ?

Считаем нагревание изобарным: поршень движется под постоянным внешним давлением. Учитываем атмосферное давление, принимая его равным 100 кПа.

1. Переведём величины в СИ: \(V_1=0.004\) м³, \(S=0.002\) м², \(T_1=298\) К, \(T_2=523\) К.
2. Давление газа уравновешивает атмосферное давление и давление поршня: \(p=p_0+mg/S=100000+5\cdot9.8/0.002=124500\) Па.
3. При постоянном давлении из закона Гей-Люссака: \(\Delta V=V_1(T_2-T_1)/T_1=0.004\cdot225/298\approx0.00302\) м³.
4. Работа газа: \(A=p\Delta V=124500\cdot0.00302\approx376\) Дж.

Ответ: примерно 376 Дж.