С каким газом был проведен эксперимент, если под подвижным поршнем находился газ массой 0,125 кг, которому сообщили

Чтобы определить с каким газом был проведен эксперимент, нам необходимо воспользоваться законом теплового равновесия.

Закон теплового равновесия гласит: количество переданной теплоты равно изменению внутренней энергии газа плюс работе, совершенной газом над окружающими предметами (W = Q - ΔU).

Первым шагом найдем изменение внутренней энергии газа. Формула для этого:

\[\Delta U = mc\Delta T\]

где m - масса газа, c - удельная теплоемкость газа, ΔT - изменение его температуры.

В нашем случае, масса газа равна 0,125 кг, изменение температуры составляет 2 °C.

Теперь нам нужно определить удельную теплоемкость каждого из предложенных газов (водород, гелий, кислород, азот), чтобы найти изменение внутренней энергии газа.

По таблицам физических свойств газов, удельная теплоемкость водорода (H2) составляет около 14.3 J/g°C, для гелия (He) - около 5.2 J/g°C, для кислорода (O2) - около 0.92 J/g°C, а для азота (N2) - около 1.04 J/g°C.

Учитывая массу газа и изменение внутренней энергии, мы можем вычислить изменение температуры с помощью уравнения:

\[\Delta U = mc\Delta T\]

Выбираем каждый из газов и вычисляем нужное изменение температуры для каждого случая.

1) Водород (H2):
\(\Delta T_{H2} = \frac{\Delta U}{mc_{H2}} = \frac{228\,Дж}{0.125\,кг \cdot 14.3\,Дж/г°C}\)

2) Гелий (He):
\(\Delta T_{He} = \frac{\Delta U}{mc_{He}} = \frac{228\,Дж}{0.125\,кг \cdot 5.2\,Дж/г°C}\)

3) Кислород (O2):
\(\Delta T_{O2} = \frac{\Delta U}{mc_{O2}} = \frac{228\,Дж}{0.125\,кг \cdot 0.92\,Дж/г°C}\)

4) Азот (N2):
\(\Delta T_{N2} = \frac{\Delta U}{mc_{N2}} = \frac{228\,Дж}{0.125\,кг \cdot 1.04\,Дж/г°C}\)

Теперь можем вычислить значения для каждого газа:

1) \( \Delta T_{H2} = \frac{228}{0.125 \cdot 14.3} \approx 11.97°C \)
2) \( \Delta T_{He} = \frac{228}{0.125 \cdot 5.2} \approx 34.96°C \)
3) \( \Delta T_{O2} = \frac{228}{0.125 \cdot 0.92} \approx 260.87°C \)
4) \( \Delta T_{N2} = \frac{228}{0.125 \cdot 1.04} \approx 210.57°C \)

Таким образом, изменение температуры газа составляет примерно 11.97 °C для водорода, 34.96 °C для гелия, 260.87 °C для кислорода и 210.57 °C для азота.

Учитывая, что изменение температуры составляет 2 °C, можем увидеть, что только в случае с водородом (H2) изменение температуры газа соответствует заданному значению.

Таким образом, правильный ответ: газом, который был проведен эксперимент, является водородом (H2), ответ 1).