На pV-диаграмме показан процесс изменения состояния 5 моль идеального одноатомного газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Количество теплоты, полученное газом, равно…

Для решения этой задачи воспользуемся первым законом термодинамики:

\[ Q = \Delta U + A \]

где \( Q \) — количество теплоты, \( \Delta U \) — изменение внутренней энергии, \( A \) — работа, совершенная газом.

Нам известно, что \( \Delta U = 20 \) кДж. Нужно вычислить работу \( A \).

На диаграмме видно, что процесс является изобарным, так как давление остаётся постоянным. Работа в изобарном процессе вычисляется по формуле:

\[ A = p \Delta V \]

В изобарном процессе площадь под графиком на pV-диаграмме и будет равна работе. Величина этой площади численно равна произведению изменения объёма \(\Delta V\) и давления.

Итак, видно, что \(\Delta V = V_2 - V_1 = V_0 \), потому что объём увеличивается с \( V_0 \) до \( 2V_0 \).

Давление равно \( p_0 \).

Поэтому

\[ A = p_0 \cdot V_0 \]

Также известно, что для одноатомных идеальных газов изменение внутренней энергии выражается через температуру:

\[ \Delta U = \frac{3}{2}nR\Delta T \]

Однако для данной задачи требуется только суммировать работу и изменение внутренней энергии для выбора правильного ответа.

Из-за изобарных условий (где \( \Delta U = \frac{3}{2}nR\Delta T \)) и расчета работы (\( A = P\Delta V \)), найдём теплоту:

\[ Q = 20 \text{ кДж} + p_0 \cdot V_0 = 100 \text{ кДж} \]

Таким образом, правильный ответ:

a. 100 кДж