508. В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм² под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа?

Площадь основания цилиндра \(S=1\ \text{дм}^2=0.01\ \text{м}^2\), подъём поршня \(h=20\ \text{см}=0.20\ \text{м}\). Давление воздуха уравновешивает наружное давление и давление, создаваемое весом поршня.

Изменение объёма: \(\Delta V=Sh=0.01\cdot0.20=0.002\ \text{м}^3\).

Работа воздуха равна работе против наружного давления и подъёму поршня:

\(A=(p_0S+mg)h\).

Подставим значения, взяв \(g=9.8\ \text{м/с}^2\):

\(A=(100000\cdot0.01+10\cdot9.8)\cdot0.20=219.6\ \text{Дж}\approx220\ \text{Дж}\).

Ответ: около 220 Дж.