Кислород массой 6 г при температуре 30 C расширяется при постоянном давлении увеличивая свой объем в 2 раза вследствие притока теплоты извне. Найти работу расширения, изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, сообщенное кислороду

Процесс изобарический. Запишем уравнения Менделеева-Клапейрона для начального и конечного состояний газа.

$PV_1=\frac{m}{\mu}RT_1$         (1)
$PV_2=\frac{m}{\mu}RT_2$         (2)
Согласно условию  $V_2=2V_1$             $2PV_1=\frac{m}{\mu}RT_2$         (3)

Поделим почленно (3) на (1):    $2=\frac{T_2}{T_1}$            (4)                    

$T_2=2T_1$            (5)

$T_1=273+30=303\;K$            $T_2=606\;K$

Работа при изобарическом процессе выражается формулой     $A=P\Delta V$             (6)
Но согласно уравнению Менделеева-Клапейрона    

$P\Delta V=\frac{m}{\mu}R\Delta T$        (7)       Тогда      $A=\frac{m}{\mu}R\Delta T$         (8)

Вычислим работу:       $A=\frac{0,006}{0,032}*8,31*(606-303)\approx 472$ Дж

Изменение внутренней энергии   

$\Delta U=C_v*\frac{m}{\mu}\Delta T=\frac{i}{2}R*\frac{m}{\mu}\Delta T$          (7)

$\Delta U=\frac{5}{2}*8,31*\frac{0,006}{0,032}*(606-3030)\approx 1180$  Дж

Количество теплоты, переданное кислороду $\Delta Q=A+\Delta U=472+1180=1652$  Дж