5. Азот массой m = 140 г при температуре T = 300 К охладили изохорно, вследствие чего его давление уменьшилось в 3 раза. Затем газ расширили изобарно так, что его температура стала равной начальной. Найдите работу газа. А. 7,3 кДж; Б. 8,3 кДж; В. 9,3 кДж; Г. 10,3 кДж; Д. 11,3 кДж.

При изохорном охлаждении давление идеального газа пропорционально температуре:

\[\frac{p_2}{p_1}=\frac{T_2}{T_1}.\]

Так как давление уменьшилось в 3 раза, то

\[T_2=\frac{T_1}{3}=\frac{300}{3}=100\text{ К}.\]

Затем газ изобарно расширяется до начальной температуры \(T_3=300\) К. Работа при изобарном процессе:

\[A=nR(T_3-T_2).\]

Количество вещества азота:

\[n=\frac{m}{M}=\frac{0{,}140}{0{,}028}=5\text{ моль}.\]

Тогда

\[A=5\cdot8{,}31\cdot(300-100)=8310\text{ Дж}=8{,}31\text{ кДж}.\]

Ответ: Б. 8,3 кДж.