Газ, занимавший объем 11 л под давлением 1 атм, был изобарически нагрет от 20°С до 100°С. Определить работу расширения газа.

Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые физические законы и формулы.

1. Изобарический закон газов:
При изобарическом процессе, когда давление газа постоянно, объем газа прямо пропорционален его температуре: V₁/T₁ = V₂/T₂, где V₁ и V₂ - начальный и конечный объемы газа, T₁ и T₂ - начальная и конечная температуры газа.

2. Работа расширения газа:
Работа расширения можно рассчитать по формуле W = PΔV, где P - давление газа, ΔV - изменение объема газа.

Теперь, приступим к решению задачи:

1. Из условия задачи у нас уже даны начальный объем газа (V₁ = 11 л) и начальная температура (T₁ = 20°C).

2. Для решения задачи нам необходимо найти начальное давление газа (P₁). Для этого мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (обычно выражается в молях), R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 атм * л/моль * К), T - температура газа (в Кельвинах).

Рассчитаем P₁:
P₁ * V₁ = nRT₁

Для упрощения расчетов, будем считать, что количество вещества газа не изменилось, поэтому P₁ * V₁ = P₂ * V₂, где P₂ - конечное давление газа, V₂ - конечный объем газа.

Запишем уравнение для состояния газа после нагревания:
P₂ * V₂ = nRT₂

Так как у нас известно, что давление газа было изначально 1 атмосфера (P₁ = 1 атм), то получаем:
1 атм * 11 л = P₂ * V₂

3. Найдем конечный объем газа (V₂) при 100°C. Для этого воспользуемся формулой изобарического закона газов, которую представили выше:
V₁/T₁ = V₂/T₂

Подставим известные значения:
11 л / 293 К = V₂ / 373 К

Найдем V₂:
V₂ = (11 л * 373 К) / 293 К = 14,05 л (округлим до 2 знаков после запятой)

4. Теперь мы можем найти конечное давление газа (P₂):
1 атм * 11 л = P₂ * 14,05 л

После расчетов получаем:
P₂ = (1 атм * 11 л) / 14,05 л = 0,78 атм (округлим до 2 знаков после запятой)

5. Теперь, когда у нас есть начальное давление газа (P₁ = 1 атм), конечное давление газа (P₂ = 0,78 атм) и изменение объема газа (ΔV = V₂ - V₁ = 14,05 л - 11 л = 3,05 л), мы можем расcчитать работу расширения газа по формуле W = PΔV:
W = P * ΔV

Подставим известные значения:
W = 0,78 атм * 3,05 л = 2,38 атм * л (округлим до 2 знаков после запятой)

Таким образом, работа расширения газа составляет 2,38 атм * л.