Задание №92694 ЕГЭ Физике

Расставим силы, действующие на поршень в процессе движения

Здесь – давление газа.
До момента, пока

поршень будет покоится, давление газа увеличиваться. При достижении равновесия

Поршень начнет двигаться вверх, а так как нагревание медленное, то процесс движения можно считать изобарным. Запишем первое начало термодинамики:

где — работа газа, — изменение внутренней энергии газа.
Изменение внутренней энергии равно:

где – количество вещества, – изменение температуры газа.
Работа газа во всем процессе равна работе газа при изобарном расширении, так как до этого момента объём газа не изменялся:

Здесь – изменение объёма газа.
Пусть – начальный объём, – конечный объём. Уравнение Клапейрона–Менделеева в начале и в конце дает:

где – начальная температура газа, – конечная температура газа.
Вычтем и получим:

Тогда изменение внутренней энергии газа равно:

Тогда искомая величина равна: