Воздух с начальным давлением р1 = 20 ат и начальной температурой t1 = 48 °С

Выполняем перевод внесистемных единиц измерения в единицы системы СИ: р=20 ат = 1961330 Па; T1= 48 + 273 = 321 K.
Конечный объем в изобарном процессе определяем по з-ну Гей-Люссака:
V2=n*V1=2*0,1= 0,2 м3.
Газовая постоянная воздуха
R=Ryμ=831429=287 Дж/(кг·К).
Масса воздуха
m=p1∙V1R∙T1=1961330∙0.1287∙321=2.13 кг.
Температура воздуха в конце процесса расширения при постоянном давлении определяется по закону Шарля
v1v2=Т1Т2→Т2=v2∙Т1v1=0.2∙3210.1=642 К=369 ℃.
Массовая изобарная теплоемкость воздуха определяется по таблицам теплоемкостей при средней температуре процесса tср=(t1+t2)/2=(48+369)/2=208,5 °С.
cр=1,0257 кДж/(кг·К).
Количество тепла в процессе
Q=m∙cр∙T2-T1=2,13∙1,0257∙642-321=701,3 кДж.
Работа расширения
L=p∙V2-V1=19,6133∙105∙0.2-0.1=-41360 Дж=-41,36 кДж.
Изменение внутренней энергии определим из 1-го з-на термодинамики
∆U=Q-L=-147.16+41.36=196133 Дж = 196,133 кДж.