Идеальный газ изохорно нагревали так, что его давление увеличилось на 20 кПа. Какую работу совершил газ, если его объем 0,4 м3? Масса газа не изменялась.

Для решения этой задачи будем использовать понятия из термодинамики, в частности, законы, регулирующие работу идеального газа.

Исходные данные:

• Давление увеличилось на \( \Delta P = 20 \, \text{kPa} = 20,000 \, \text{Pa} \) (так как 1 кПа = 1,000 Па).
• Объем газа \( V = 0,4 \, \text{m}^3 \).
• Процесс изохорный (объем постоянен).

Понимание работы газа:

Работа, которую совершает газ, может быть выражена формулой:

\[ W = P \Delta V \]

где \( W \) — работа, совершаемая газом, \( P \) — давление, а \( \Delta V \) — изменение объема.

Так как в нашем случае процесс изохорный, объем не изменяется (то есть \( \Delta V = 0 \)). Это означает, что:

\[ \Delta V = V_{\text{конечный}} - V_{\text{начальный}} = 0 \]

Из этого следует, что работа, совершенная газом:

\[ W = P \cdot 0 = 0 \]

Вывод:

В изохорном процессе работа, совершенная газом, равна нулю, потому что объем не изменяется. Таким образом, в данной задаче, работа совершенная газом составляет:

\[ W = 0 \, \text{Дж} \]

Заключение:

При изохорном процессе (где объем остается постоянным) работа газа не происходит, несмотря на изменение давления.