а) Найдите работу, выполненную газом при его расширении, когда содержащийся в сосуде под поршнем газ изобарно

а) Чтобы найти работу, выполненную газом, когда он расширяется, нам необходимо использовать формулу для работы в идеальном газе:

\[W = P(V_2 - V_1)\]

где:
W - работа, выполненная газом (в джоулях),
P - давление газа (в паскалях),
V1 - начальный объем газа (в м³),
V2 - конечный объем газа (в м³).

В данной задаче известны начальный объем V1 = 15 л (что равно 0,015 м³) и конечный объем V2 = 25 л (что равно 0,025 м³). Поскольку процесс расширения газа изобарный, то давление газа P остается постоянным.

Теперь подставим известные значения в формулу:

\[W = P(V_2 - V_1) = P(0,025 - 0,015) = 0,01P\]

Обоснуем эту формулу. Когда газ расширяется, он совершает работу против внешнего давления, поднимая поршень. Работа вычисляется как произведение давления газа на изменение его объема. В данном случае газ расширяется из начального объема V1 до конечного объема V2, поэтому разность V2 - V1 это изменение объема.

Чтобы изобразить этот процесс на графике, нам необходимо использовать координаты P и V. На графике ось P будет вертикальной осью, а ось V - горизонтальной осью. Начальная точка будет иметь координаты (P, V1), а конечная точка - (P, V2). Между этими точками можно провести прямую линию, представляющую процесс расширения газа.

Обратите внимание, что на графике P остается постоянным, поскольку процесс является изобарным.

б) Чтобы найти количество теплоты, переданной газу при увеличении его внутренней энергии на 1 кДж (1 килоджоуль), мы должны использовать первое начало термодинамики, в соответствии с которым изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, полученной газом, и работы, совершенной над газом:

\[\Delta U = Q + W\]

где:
\(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа,
Q - теплота, переданная газу,
W - работа, совершенная газом.

Поскольку известно, что изменение внутренней энергии газа равно 1 кДж, то:

\[1 \,кДж = Q + W\]

Теперь используем известное значение работы, которая была найдена в предыдущей части задачи: \(W = 0,01P\). Тогда:

\[1 \,кДж = Q + 0,01P\]

Мы не знаем точное значение P, чтобы найти количество теплоты Q, поэтому не можем рассчитать ее численно. Однако можно убедиться, что при увеличении внутренней энергии газа на 1 кДж, теплота Q будет ненулевой.

в) Из условия задачи нам не дана масса газа, поэтому невозможно точно определить изменение температуры газа. Для этого нам нужно знать массу газа и его характеристики, такие как молярная масса и количество вещества. Формула для изменения температуры в идеальном газе связана с изменением внутренней энергии газа и молярным теплоеместительностью газа:

\[\Delta U = nC_v\Delta T\]

где:
\(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа,
n - количество вещества газа (в молях),
\(C_v\) - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме,
\(\Delta T\) - изменение температуры газа.

Без знания массы газа и его характеристик невозможно рассчитать изменение температуры газа. Поэтому в данной задаче невозможно ответить на этот вопрос.