Question

Одинаковая ли энергия потребуется для нагревания газа до одной и той же температуры: когда он находится в цилиндре с легкоподвижным поршнем; когда поршень закреплен

Answer 1

нагреваем газ в емкости с фиксированным поршнем. внешняя энергия расходуется на увеличение внутренней энергии, пропорциональной температуре.
теперь нагреваем газ в емкости с подвижным поршнем. кроме роста температуры при изобарном нагреве происходит рост объема, значит газ выполняет работу по перемещению поршня и на это расходуется часть внешней энергии.
таким образом чтобы нагреть газ до нужной температуры потребуется меньше энергии в системе с фиксированным поршнем.