Решение. Изменение внутренней энергии газа: ΔU = сv mΔT = mΔT; (1)

Изменение внутренней энергии газа: ΔU = с_v mΔT = mΔT; (1)

где i – число степеней свободы молекул газа (для двухатомных молекул кислорода i = 5); ΔT = Т₃ – Т₁ –разность температур газа в конечном (третьем) и начальном состояниях.

Начальную и конечную температуру газа найдем из уравнения Менделеева – Клапейрона рV = , откуда: Т= рVМ /(mR).

Работа расширения газа при постоянном давлении выражается формулой:

А₁ = .

Работу газа, нагреваемого при постоянном объеме, равна нулю: А₂ = 0.

Следовательно, полная работа, совершаемая газом: А = А₁+ А₂ = А₁.

Согласно первому началу термодинамики, теплота Q, переданная газу, равна сумме изменения внутренней энергии ΔU и работа А: Q = ΔU + А.

Произведем вычисления, учтя, что для кислорода М = 32*10^-3кг/моль (см. табл. 14 приложения):

Т₁ = К = 385 К;

Т₂ = К = 1155 К;

Т₃ = К = 2887 К;

А₁ = Дж = 0,400*10⁶ Дж = 0,4 МДж;

А = А₁ = 0,4 МДж;

ΔU = Дж = 3,24*10⁶ Дж = 3,24 МДж;

Q = (3,24 + 0,4) МДж = 3,64 МДж.

График процесса приведен на рис.7.