Используя первое начало термодинамики: Q = ΔU + A, где Q - количество теплоты, ΔU - изменение внутренней энергии, A - работа.
Для одноатомного газа:
ΔU = 3/2 n R ΔT,
A = pΔV = n R ΔT.
Теплота Q = ΔU + A = 5/2 n R ΔT.
Из уравнения Q = 5/2 n R ΔT можно выразить ΔT:
ΔT = 2Q/5nR.
Теперь мы можем рассчитать изменение внутренней энергии ΔU и подставить данные: Q = 30 кДж, n = 1 моль, R примерно 8.31 Дж/(моль ⋅ K).
ΔT = 2 × 30/5 × 1 × 8.31 ≈ 1.81 K.
Таким образом, изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа в процессе изобарного расширения будет около 1.81 K.