Wypiszmy dane podane w zadaniu:

$p_1=1\cdot {10}^{5}Pa$  

$p_2=4\cdot {10}^{5}Pa$  

$V_1=0,01m^3$  

$V_2=0,005m^3$  

 

$a)$  

Wykonajmy rysunek pomocniczy:

Najpierw obliczmy pracę wykoną nad ciałem przez siłę zewnętrzną. Z wykresu wynika, że temperatura gazu wzrasta, ponieważ w procesie od 3 do 1 rośnie zarówno jego ciśnienie, jak i objetość:

$W=-\frac{1}{2}\left(p_2+p_1\right)\left(V_2-V_1\right)$    

Obliczmy teraz zmianę energii. Korzystamy z wzorów:

$\Delta U=\frac{i}{2}\Delta pV\text{oraz}\Delta U=\frac{i}{2}p\Delta V$   

Obliczmy najpierw zmianę energii z punktu 1 do 2:

$\Delta U_1=\frac{i}{2}\left(p_2-p_1\right)V_2$