Para resolver este problema, utilizaremos la expresión del trabajo de expansión a presión constante, dada por:

\[ W = – P (V_f – V_i) \]

– \( W \) es el trabajo de expansión.
– \( P \) es la presión exterior.
– \( V_f \) es el volumen final.
– \( V_i \) es el volumen inicial.

Dado que conocemos los valores del volumen inicial \( V_i = 5 \, \text{L} \) y el volumen final \( V_f = 8 \, \text{L} \), y la presión exterior \( P = 150 \, \text{kPa} = 150 \times 10^3 \, \text{Pa} \), procedemos a realizar los cálculos.

Primero, necesitamos convertir los volúmenes a metros cúbicos (\(m^3\)), ya que las unidades deben ser coherentes:

\[ V_i = 5 \, \text{L} = 5 \times 10^{-3} \, \text{m}^3 \]
\[ V_f = 8 \, \text{L} = 8 \times 10^{-3} \, \text{m}^3 \]

Ahora, sustituimos estos valores en la expresión del trabajo:

\[ W = – (150 \times 10^3 \, \text{Pa}) \times (8 \times 10^{-3} \, \text{m}^3 – 5 \times 10^{-3} \, \text{m}^3) \]

\[ W = – (150 \times 10^3 \, \text{Pa}) \times (3 \times 10^{-3} \, \text{m}^3) \]

\[ W = – 450 \, \text{J} \]

Por lo tanto, el valor del trabajo de expansión es de \( -450 \, \text{J} \).

Ahora, analicemos el sentido físico del problema. El trabajo de expansión resulta negativo, lo cual indica que se está realizando trabajo sobre el sistema lo que indica que el sistema está perdiendo energía interna al realizar la expansión.

Puedes ver un ejercicio similar pero en este caso el gas es comprimido desde 5 l a 2 l para ver qué sucede con el trabajo de expansión en ese caso