برای حل این سوال که مربوط به یک فرآیند گاز آرمانی در دمای ثابت (فرآیند ایزوترمال) است، از قوانین گازهای آرمانی استفاده میکنیم.
**قسمت الف:**
برای فرآیند ایزوترمال، رابطه بین فشار و حجم به صورت زیر است:
\[ p_1 \times v_1 = p_2 \times v_2 \]
با توجه به دادههای سوال:
\[ p_1 = 2 \, \text{atm}, \, v_1 = 4 \, \text{L}, \, v_2 = 3 \, \text{L} \]
بنابراین:
\[ 2 \times 4 = p_2 \times 3 \]
\[ 8 = 3 \times p_2 \]
\[ p_2 = \frac{8}{3} \approx 2.67 \, \text{atm} \]
**قسمت ب:**
در فرآیند ایزوترمال برای گازهای آرمانی، کار انجام شده برابر است با حرارت مبادلهشده (\(Q=W\)).
حرارت مبادلهشده در یک فرآیند ایزوترمال از طریق سطح زیر نمودار \(p-v\) محاسبه میشود و مقدار آن در سوال داده شده است:
\[ Q = 800 \, \text{J} \]
بنابراین، حرارت مبادلهشده برابر 800 ژول است.
این محاسبات نشان میدهد که فرآیند به خوبی در حالتی که گاز به صورت ایزوترمال منبسط شده، رخ داده است.
