Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно работе, совершенной газом, плюс количество теплоты, полученное или отданное газом.
Начнем с расчета работы, совершенной газом. Работа, делаемая идеальным газом при изменении объема, рассчитывается как произведение давления на изменение объема: \( W = -P \cdot \Delta V \)
Сначала найдем начальное и конечное давление газа. У нас есть \( P_1 = 3 \, МПа \) и \( P_2 = 1 \, МПа \).
Теперь найдем изменение объема: \( \Delta V = V_2 - V_1 = 5 \, л - 1 \, л = 4 \, л \).
Таким образом, работа, совершенная газом, будет: \( W = -3 \, МПа \cdot 4 \, л = -12 \, МПа \cdot л \). Округлим до целого: \( W = -12 \, кДж \).
Теперь перейдем к изменению внутренней энергии. Из первого закона термодинамики следует, что \( \Delta U = W + Q \), где \( Q \) - количество теплоты.
Подставив значение работы \( W \), получаем: \( \Delta U = -12 \, кДж \).
И, наконец, найдем количество теплоты: \( Q = \Delta U - W = 0 \).
Итак, ответы на задачу: работа = -12, изменение внутренней энергии = -12, количество теплоты = 0.