1й закон термодинамики: Q = A+ dU
dU = Q - A = 2*10^4 - 3*10^4 = -10^4 Дж
при этом с газом произошло охлаждение, потому что изменение внутренней энергии отрицательное.
F-T=m1*a
T=m2*a
F=a*(m1+m2)
a=F/(m1+m2)=3/(0,5+0,1)=5 м/с2
T=0,1*5=0,5 H
Меньшее количество теплоты потребуется для льда, так как его удельная теплоемкость меньше. У льда удельная теплоемкость 2100 Дж/кг*C у воды 4200Дж/кг*с.
Пишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
PV=m/M•R•T
M=mRT/PV=4,6•8,31•280/2•10^6•1,4=
3822,6•10^-6=3,8 г/моль
Ну ближайший по таблице Менделеева с такой молярной массой это Гелий