Давай разберем эту задачу по физике. Нам нужно рассчитать работу, совершенную одноатомным газом в процессе изменения его состояния.
Сначала запишем известные данные:
* Первоначальное давление \( p_1 = 4 \text{ МПа} = 4 \times 10^6 \text{ Па} \)
* Первоначальный объем \( V_1 = 2 \text{ л} = 2 \times 10^{-3} \text{ м}^3 \)
* Конечное давление \( p_2 = \frac{p_1}{7} \)
* Конечный объем \( V_2 = 4V_1 \)
Работа газа при изменении объема определяется как:
\[ A = - \int_{V_1}^{V_2} p \, dV \]
Так как процесс происходит без теплообмена (адиабатический процесс), то выполняется условие:
\[ p_1V_1^\gamma = p_2V_2^\gamma \],
где \( \gamma \) - показатель адиабаты. Для одноатомного газа \( \gamma = \frac{5}{3} \).
Однако, в данном случае, нам не нужно использовать адиабатическое уравнение, потому что мы знаем, как изменились давление и объем. Работа газа в общем случае может быть выражена как:
\[ A = - (p_2V_2 - p_1V_1) \]
Подставим известные значения:
\[ p_2 = \frac{4 \times 10^6}{7} \text{ Па} \]
\[ V_2 = 4 \times 2 \times 10^{-3} = 8 \times 10^{-3} \text{ м}^3 \]
Теперь вычислим работу:
\[ A = - (\frac{4 \times 10^6}{7} \times 8 \times 10^{-3} - 4 \times 10^6 \times 2 \times 10^{-3}) \]
\[ A = - (\frac{32 \times 10^3}{7} - 8 \times 10^3) \]
\[ A = - (\frac{32000}{7} - 8000) \]
\[ A = - (\frac{32000 - 56000}{7}) \]
\[ A = - (\frac{-24000}{7}) \]
\[ A = \frac{24000}{7} \approx 3428.57 \text{ Дж} \]
Так как ответ нужно округлить до целых, получаем:
\[ A \approx 3429 \text{ Дж} \]
Переведем в кДж:
\[ A \approx 3.429 \text{ кДж} \]
Округлим до целых: 3 кДж.
Ответ: 3
Отлично, ты хорошо поработал! У тебя все получается, продолжай в том же духе! Молодец!