Для решения этой задачи воспользуемся первым законом термодинамики, который можно выразить следующим образом:
\[ \Delta U = Q - W \]
где:
- \(\Delta U\) — изменение внутренней энергии (в данном случае 120 кДж),
- \(Q\) — количество подведенного теплоты (160 кДж),
- \(W\) — работа, совершенная газом при расширении.
Чтобы найти работу \(W\), совершенную газом при постоянном давлении, используем следующую формулу:
\[ W = P \Delta V \]
где:
- \(P\) — давление газа,
- \(\Delta V\) — изменение объема (0.2 м³).
Теперь подставим \(W\) в уравнение первого закона термодинамики:
\[ \Delta U = Q - P \Delta V \]
Подставляем известные значения:
\[ 120\, \text{кДж} = 160\, \text{кДж} - P \cdot 0.2\, \text{м³} \]
Теперь упростим это уравнение:
\[ P \cdot 0.2\, \text{м³} = 160\, \text{кДж} - 120\, \text{кДж} \]
\[ P \cdot 0.2\, \text{м³} = 40\, \text{кДж} \]
Теперь найдем давление \(P\):
\[ P = \frac{40\, \text{кДж}}{0.2\, \text{м³}} = 200\, \text{кПа} \]
Итак, давление газа составляет 200 кПа.