При изотермическом расширении водорода массой m = 1 г, имеющего температуру T = 280K объем газа увеличился в три раза. Определить работу А расширения газа.

При изотермическом расширении водорода массой 1 г, имеющего температуру 280К, объем газа увеличился в три раза. Чтобы определить работу А расширения газа, нам следует воспользоваться формулой для работы, совершаемой при изотермическом процессе:

\[ A = -nRT \ln \left(\frac{V_f}{V_i}\right) \]

где: A - работа расширения газа, n - количество вещества в молях (можем найти, зная массу вещества), R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), T - абсолютная температура газа в Кельвинах, V_f - конечный объем газа, V_i - начальный объем газа.

Для начала найдем количество вещества в молях. Массу поделим на молярную массу водорода (\( m(H_2) = 2g/mol \)):

\[ n = \frac{m}{m(H_2)} = \frac{1}{2} = 0.5 \, моль \]

Так как объем газа увеличился в три раза, конечный объем будет равен 3 * начальный объем.

Теперь можем подставить все значения в формулу и рассчитать работу расширения газа \( A \).