ЯсноПонятно24

Для решения задачи воспользуемся законом Гей-Люссака:

$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$

Так как в начальный момент газ находится под тяжелым поршнем, то его объем не меняется, следовательно, $P_1 = P_2$.

Также, так как газ идеальный, то $P_1V_1 = nRT_1$ и $P_2V_2 = nRT_2$, где $V_2 = 2.5V_1$.

Таким образом, $\frac{V_1}{T_1} = \frac{2.5V_1}{T_2}$, откуда $T_2 = 2.5T_1$.

После сообщения газу количества теплоты, его внутренняя энергия увеличивается на 18 кДж, что равно работе, совершенной газом при поднятии поршня. Так как работа равна изменению внутренней энергии, то $q = \Delta U = nC_v\Delta T$, где $C_v$ - удельная теплоемкость при постоянном объеме.

Отсюда получаем, что $18 = 2 \cdot 12 \cdot \Delta T$, откуда $\Delta T = 0.75$.

Таким образом, $T_2 = T_1 + \Delta T = 2.5T_1$, откуда $T_1 = 300$ K.

Итак, начальная температура газа равна 300 K.