При передачі газу кількісті теплоти 300 Дж його внутрішня енергія зменшилася на 100 Дж. Яку роботу виконав газ?

400 Дж

Объяснение:

Q=300 Дж   ΔU=100 Дж    Ф=,

===

A=ΔU+Q=300+100=400 Дж

Для начала надо нагреть этот брусок:

Q1 = cm(t-t)

c - удельная теплоёмкость ( для свинца 140 Дж / кг * С)
m - масса (0,5 кг)
(t-t) - разности температур ( 270 - 27 = 243 С)

Q1 = 140 * 0,5 * 243 = 17010 Дж = 17 , 01 кДж

Теперь плавим свинцовый брусок:

Q2 = ∧ * m 
∧ - лямбда - удельная теплота плавления ( для свинца 2,5 * 10 ^ 4 Дж = 25000 Дж)

m - масса ( 0,5 кг)

Q2 = 25000 * 0,5 = 12500 Дж = 12 , 5 кДж

Так как нам нужно кол-во теплоты и для нагревания и для плавления , то складываем получившиеся значения:

Q общая = Q1 + Q2 = 17010 + 12500 = 29510 Дж = 29, 51 кДж

Эти силы как раз и уравновешивают друг друга так как равны по модулю и противоположны по направлению (силы тут векторные, забыл дорисовать на рисунке черточку на F). Если силы не равны, то брусок будет или "тонуть" в доске или "подпрыгнет" вверх, зависит от преобладающей силы.
Первый закон ньютона.
Сума всех сил действующих на тело в состоянии покоя (или неподвижно или движется равномерно без ускорения) равна нулю.
То есть все силы компенсируют друг друга.

Если тело движется равномерно то это состояние также принято считать состоянием покоя.

Попробую объяснить на примере:
Машина несется по идеально ровной дороге с максимальной скоростью, развить большую скорость ей не позволяет предел мощности мотора, сила встречного потока воздуха, сила трения в подшипниках колес и других агрегатов, сила трения шин об асфальт. Машина едет, и достигнута максимальная скорость, она постоянна. Теперь теоретически попробуем изменить одну из сил. Добавим мощности в мотор, машина поедет быстрее до тех пор пока встречный поток воздуха не компенсирует ускорение и через некоторое время машина опять будет ехать с постоянной скоростью. 

Таким образом все силы действующие на машину компенсируют друг друга и не дают ей ехать как быстрее так и медленнее. Машина движется равномерно и находиться в состоянии покоя.

Надеюсь понятно объяснил.