2. Кислород O₂ массой 6 г при температуре 30 °C расширяется при постоянном давлении, увеличивая свой объём в два раза вследствие притока теплоты извне. Найти работу расширения, изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, сообщённое кислороду.

Считаем кислород идеальным двухатомным газом. При постоянном давлении объём пропорционален абсолютной температуре.

1. Количество вещества: n = 6/32 = 0,1875 моль. Начальная температура T₁ = 30 + 273 = 303 K.
2. Объём удваивается, следовательно, T₂ = 2T₁ и ΔT = T₁ = 303 K.
3. Работа расширения: A = nRΔT = 0,1875 · 8,31 · 303 ≈ 472 Дж.
4. Изменение внутренней энергии двухатомного газа: ΔU = (5/2)nRΔT ≈ 1180 Дж.
5. По первому началу термодинамики: Q = ΔU + A ≈ 1180 + 472 = 1652 Дж.

Ответ: A ≈ 472 Дж; ΔU ≈ 1,18 кДж; Q ≈ 1,65 кДж.