2. Газ находится в сосуде под давлением 25 кПа. При сообщении газу 60 кДж теплоты он изобарно расширился на 2 м³. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Как изменилась температура газа?

Определим изменение внутренней энергии газа при изобарном процессе:

$$ΔU = Q - A$$, где

• $$ΔU$$ - изменение внутренней энергии,
• $$Q$$ - количество теплоты,
• $$A$$ - работа, совершенная газом при изобарном расширении.

Работа при изобарном процессе:

$$A = p \cdot ΔV$$, где

• $$p$$ - давление (25 кПа = 25000 Па),
• $$ΔV$$ - изменение объема (2 м³).

$$A = 25000 \text{ Па} \cdot 2 \text{ м}^3 = 50000 \text{ Дж} = 50 \text{ кДж}$$

Теперь найдем изменение внутренней энергии:

$$ΔU = 60 \text{ кДж} - 50 \text{ кДж} = 10 \text{ кДж}$$

Так как $$ΔU > 0$$, внутренняя энергия увеличилась.

Для определения изменения температуры газа, необходимо знать количество вещества и тип газа. Если это одноатомный газ, то

$$ΔU = \frac{3}{2} νRΔT$$, где

• $$ν$$ - количество вещества,
• $$R$$ - универсальная газовая постоянная,
• $$ΔT$$ - изменение температуры.

$$ΔT = \frac{2 \cdot ΔU}{3 \cdot ν \cdot R}$$

Без знания количества вещества невозможно точно определить изменение температуры. Температура газа увеличилась.

Ответ: Внутренняя энергия изменилась на 10 кДж. Температура увеличилась.