Гелий массой 15 г нагревается от 300 К до 400 К. Найдите работу, совершенную при этом процессе, считая гелий одноатомным идеальным газом.

Чтобы найти работу, совершенную при процессе нагревания гелия, мы можем воспользоваться первым законом термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равняется сумме теплоты, добавленной системе, и работы, совершенной над системой.

Формула первого закона термодинамики выглядит следующим образом:
ΔU = Q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии системы,
Q - теплота, добавленная системе,
W - работа, совершенная над системой.

В нашем случае, системой является гелий, который нагревается. Известны начальная и конечная температуры гелия (300 К и 400 К) и масса гелия (15 г). Нам нужно найти работу.

Чтобы найти изменение внутренней энергии системы (ΔU), мы можем использовать формулу для изменения внутренней энергии идеального газа, которая выглядит следующим образом:
ΔU = (3/2) * n * R * ΔT

где n - количество молей гелия, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), ΔT - изменение температуры.

Для того, чтобы найти количество молей гелия, нам необходимо использовать формулу:
n = масса / молярная масса

где молярная масса гелия составляет примерно 4 г/моль.

Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, мы можем рассчитать изменение внутренней энергии системы:
ΔU = (3/2) * (масса / молярная масса) * R * ΔT

Зная изменение внутренней энергии (ΔU) и теплоту (Q), мы можем найти работу (W) при помощи первого закона термодинамики:
W = Q - ΔU

Теперь проведем все необходимые расчеты:

1. Найдем количество молей гелия:
n = 15 г / 4 г/моль = 3.75 моль

2. Рассчитаем изменение внутренней энергии системы:
ΔT = 400 K - 300 K = 100 K
ΔU = (3/2) * 3.75 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 100 K = 9328.05 Дж

3. Найдем работу:
W = Q - ΔU

Чтобы найти теплоту (Q), нам нужно знать, является ли процесс адиабатическим (без обмена теплом) или нет. Если процесс адиабатический, то Q = 0. Если нет, нам нужно знать дополнительную информацию о системе, чтобы найти значение Q.

Таким образом, если мы не знаем, является ли процесс адиабатическим или нет, ответ на вопрос о работе с точностью до значения Q невозможен.

Если у вас есть какая-либо дополнительная информация о системе, позвольте мне знать, и я смогу помочь вам рассчитать работу более точно.