Реши 4 задачу

Краткий ответ: новый объём газа \(V_2 = 35\) л.

Решение

Дано: \[ V_1 = 20\ \text{л} = 0{,}020\ \text{м}^3,\quad A = 600\ \text{Дж},\quad p = 40\ \text{кПа} = 40\,000\ \text{Па} \]

Работа газа при постоянном давлении: \[ A = p\,(V_2 - V_1) = p\,\Delta V \] Отсюда изменение объёма: \[ \Delta V = \frac{A}{p} = \frac{600}{40\,000} = 0{,}015\ \text{м}^3 = 15\ \text{л} \] Тогда: \[ V_2 = V_1 + \Delta V = 20 + 15 = 35\ \text{л} \]

Проверка: \(p\,\Delta V = 40\,000 \cdot 0{,}015 = 600\) Дж — совпадает с условием. ✔

Что важно понять

1. Работа расширения газа при постоянном давлении — это «площадь прямоугольника» на графике \(p(V)\): ширина \(\Delta V\), высота \(p\). Поэтому \(A = p\Delta V\).
2. Величина \(\frac{A}{p}\) — это не новый объём, а только его прирост. К нему надо прибавить начальный объём.
3. Обязательно переводите всё в СИ: литры в кубические метры (\(1\ \text{л} = 10^{-3}\ \text{м}^3\)), килопаскали в паскали (\(1\ \text{кПа} = 10^3\ \text{Па}\)). Иначе ответ «поедет» в тысячу раз.

Похожая задача решается так же: находите \(\Delta V = A/p\), затем при расширении \(V_2 = V_1 + \Delta V\), при сжатии — \(V_2 = V_1 - \Delta V\).