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

Считаем нагревание изобарным и принимаем атмосферное давление равным 100 кПа. Вид газа на результат не влияет: при заданных объёме, температуре и давлении работа определяется расширением газа.

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: \(p=p_0+mg/S=100000+5\cdot9.8/0.002=124500\) Па.
3. Из закона Гей-Люссака при постоянном давлении: \(\Delta V=V_1(T_2-T_1)/T_1=0.004\cdot225/298\approx0.00302\) м³.
4. Работа газа: \(A=p\Delta V=124500\cdot0.00302\approx376\) Дж.

Ответ: примерно 376 Дж.