Тип 24 № 12508

Запишем первое начало термодинамики $Q=\Delta U+A$ для изохорного нагрева $2\to3$. Так как $A_{23}=0$, имеем $$Q_{23}=\Delta U_{23}.$$ Поскольку $\Delta U=\frac{3}{2}\nu R\Delta T_{23}=\frac{3}{2}\nu R\,(T_3-T_2)$, то $$Q_{23}=\frac{3}{2}\nu R\,(T_3-T_2).$$

Закон Шарля для состояний 2 и 3 даёт $$\frac{p_3}{T_3}=\frac{p_2}{T_2},\qquad \frac{p_3}{p_2}=\frac{T_3}{T_2},$$ откуда $T_3=3T_2$.

По условию $T_2=T_1$, следовательно $$Q_{23}=\frac{3}{2}\nu R\,(3T_2-T_2)=\frac{3}{2}\nu R\cdot 2T_2=3\nu R T_1.$$ Численно: $$Q_{23}=3\cdot 1\cdot 8{,}31\cdot 300=7479~\text{Дж}\approx 7{,}5~\text{кДж}.$$