Какая работа была выполнена газом при его расширении, если при изобарном расширении объем неона увеличился на 0,4

Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, также известный как закон сохранения энергии.

Первый закон термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии системы равно работе, совершенной этой системой, плюс добавленной или извлеченной из системы теплоты.

Математически это можно записать следующим образом:

\[\Delta U = Q + W\]

Где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии системы, \(Q\) - добавленная или извлеченная из системы теплота, а \(W\) - работа, совершенная системой.

В данной задаче, мы интересуемся работой, совершенной газом при его расширении. По условию, известно, что объем неона увеличился на 0,4 м3, а равная энергия увеличилась на 6 кДж.

Изменение внутренней энергии (\(\Delta U\)) является равным добавленной энергии (\(Q\)), так как у нас нет информации о тепловом обмене. Следовательно, \(\Delta U = 6 \, кДж\).

Теперь мы можем использовать формулу для работы при изобарном (постоянном давлении) расширении газа:

\[W = P \cdot \Delta V\]

Где \(P\) - давление газа и \(\Delta V\) - изменение объема газа.

Поскольку у нас нет информации о давлении, мы не можем вычислить работу газа напрямую. Однако, мы можем использовать формулу \(P \cdot \Delta V = \Delta U\) для нахождения давления газа.

\[\Delta V = 0,4 \, м^3\]
\[\Delta U = 6 \, кДж = 6000 \, Дж\]

Теперь подставим значения в формулу:

\[P \cdot 0,4 = 6000\]

Разделим обе стороны на 0,4:

\[P = \frac{6000}{0,4}\]
\[P = 15000\, Па\]

Зная значение давления газа (\(P = 15000 \, Па\)) и изменение объема (\(\Delta V = 0,4 \, м^3\)), мы можем вычислить работу газа:

\[W = P \cdot \Delta V\]
\[W = 15000 \cdot 0,4\]
\[W = 6000\]

Таким образом, работа, совершенная газом при его расширении, составляет 6000 Дж.