功的定义是在定压情况下，压强乘以体积的变化量。在AP方程表中，对气体做的功是正号，功的方程是负号。这个问题要求对活塞做功，而不是对气体(或AP中的“系统”)做功，由于活塞受到的力和位移方向相同，它对活塞做了正功，增加了它的动能。

对于这个问题，我们已知气体的量(单位:摩尔)以及气体的温度(单位:开尔文)我们被要求确定气体的热力学能。

重要的是要记住，内能是一个系统能量的微观(相对于宏观)测量。系统的内能包括单个原子或分子的动能，它可以由平移运动、振动运动和旋转运动引起。此外，热力学能还包括由原子或分子之间的分子间相互作用产生的任何势能。

我们在题干中得知，所考虑的气体既是理想气体又是单原子气体。因为它是理想的，我们可以假设气体粒子之间没有明显的分子间相互作用，这就意味着不需要担心热力学能的势能分量。此外，我们知道这种气体是单原子的，这意味着热力学能中的动能只由平动引起;换句话说，我们可以忽略振动和旋转对动能的贡献。

所有这些的意义在于，我们可以将这种气体的内能单独与平动联系起来。因此，我们需要使用一个与问题词干中给出的变量相关的表达式。

上面的表达式告诉我们，总热力学能，气体的摩尔数和气体的绝对温度成正比。

如果我们代入题干中给出的量，就能得到答案。

由于问题表述告诉我们这是一个等压过程，我们可以使用下面的表达式:

表述还告诉我们，开始有2L气体，最后有两倍的量，即4L。因此，体积的变化量是2L。把这个和我们的压强代入上面的表达式，我们得到:

但是，这些单元是不兼容的，所以我们需要做一些单元分析:

由于问题表述告诉我们气体在恒温下膨胀，我们可以用等温膨胀的表达式:

我们有了所有这些值，所以选择正确的气体常数很重要。由于我们使用焦耳和开尔文，我们将使用:

为每个变量插入值:

为了计算所需的总能量，我们需要进行两次计算。首先是使乙醇达到沸点所需的能量。然后是使乙醇达到饱和蒸汽状态所需要的能量，也就是说，所有的乙醇都蒸发了但仍然在沸点温度。因此，我们首先计算需要多少能量才能使乙醇达到沸点:

现在我们需要计算蒸发所有乙醇所需的能量:

现在把这些加在一起:

热量被吸收，这是a热力学能。同时，对系统做了正功，这是另一个热力学能。总热力学能增加了．

压缩气体产生的能量:

插入值:

转换单位:

自气体做了多少功，它的热力学能就增加了．然后,大量的热量被转移到周围环境，从而使内能减少了．最终结果是．

净功等于压强乘以体积的变化量。所以压强是体积的变化量是．两者相乘就等于．

题目要求我们求出在恒定的外部压力下气球膨胀时，为了使它保持恒定的温度所需要的热量。

题干中描述的情况是等温膨胀，意思是温度不变。换句话说，我们可以说气球内气体的热力学能不变。

此外，我们可以这样定义气体对气球所做的功。

结合这些表达式，我们可以得到:

最后，如果我们代入给定的值，我们就能得到答案。