Какова работа газа при расширении, если газ находится в вертикальном цилиндре под поршнем и при изобарном нагревании

Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать формулу для работы \(W = P \cdot \Delta V\), где \(W\) - работа, \(P\) - давление газа, а \(\Delta V\) - изменение объема газа.

Для начала нам нужно определить давление газа. По условию задачи, мы знаем, что давление воздуха является нормальным атмосферным. В нормальных условиях это давление равно примерно 101325 Па.

Теперь мы можем рассчитать изменение объема газа (\(\Delta V\)) с использованием информации о перемещении поршня. Из условия задачи известно, что поршень переместился на 0,15 м. Так как это вертикальный цилиндр, то изменение объема газа равно изменению высоты цилиндра. Таким образом, \(\Delta V = S \cdot \Delta h\), где \(S\) - площадь поперечного сечения цилиндра, а \(\Delta h\) - изменение высоты.

Для вычисления изменения объема газа (\(\Delta V\)) нам также понадобится площадь поперечного сечения цилиндра. Из условия задачи это значение равно 2,2 ∙ 10^-2 м^2.

Теперь можем перейти к решению.

1. Находим давление газа (\(P\)):
\(P = 101325 \, Па\)

2. Находим изменение объема газа (\(\Delta V\)):
\(\Delta V = S \cdot \Delta h\)
\(\Delta V = 2,2 \cdot 10^{-2} \, м^2 \cdot 0,15 \, м\)

3. Теперь можем рассчитать работу газа (\(W\)):
\(W = P \cdot \Delta V\)

Давайте заменим значения и выполним расчеты:

\(W = 101325 \, Па \cdot (2,2 \cdot 10^{-2} \, м^2 \cdot 0,15 \, м)\)

Выполняем вычисления:

\(W = 3339 \, Дж\)

Итак, работа газа при расширении составляет 3339 Дж.