Водород нагревался при постоянном давлении, причём ему было сообщено количество теплоты Q=42 кДж. Определить работу А, которую совершил при этом газ, и изменение ∆U его внутренней энергии

Для решения этой задачи мы можем использовать первое начало термодинамики, которое гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, сообщенной газу, и работы, совершенной газом:

ΔU = Q - A

Где:
ΔU - изменение внутренней энергии газа,
Q - количество теплоты, сообщенной газу,
A - работа, совершенная газом.

Учитывая, что газ нагревался при постоянном давлении, то работа газа равна произведению давления на изменение объема:

A = PΔV

Так как давление постоянно, то работу можно выразить через количество теплоты и давление:

A = PΔV = P(V2 - V1) = PΔV = Q

Теперь мы можем выразить изменение внутренней энергии газа:

ΔU = Q - A
ΔU = Q - Q
ΔU = 0

Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно нулю. Работа, совершенная газом, равна количеству теплоты, сообщенной газу:

A = Q = 42 кДж