ID: 00004051
На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах VㅡТ, где V ㅡ объём газа, T ㅡ абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.
1) Давление газа в процессе CD постоянно, при этом над газом внешние силы совершают положительную работу.
2) В процессе DA давление газа изохорно увеличивается.
3) В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты.
4) В состоянии В концентрация атомов газа минимальна.
5) в процессе ВС внутренняя энергия газа уменьшается.
Источник: ФИПИ
На диаграмме V–T изобарный процесс (постоянное давление) изображается прямой, проходящей через начало координат, ведь p=\dfrac{\nu R T}{V}, то есть \dfrac{V}{T}=\dfrac{\nu R}{p}=\text{const}. Изохора (постоянный объём) — горизонтальная прямая, изотерма — вертикальная.
Разберём утверждения.
1) Участок CD лежит на прямой, проходящей через начало координат, — это изобара (p=\text{const}). При этом объём уменьшается, газ сжимают, поэтому внешние силы совершают над газом положительную работу. Верно.
2) Участок DA горизонтален — объём постоянен (изохора). Температура при переходе D\to A уменьшается, а при постоянном объёме p\sim T, значит давление не увеличивается, а уменьшается. Неверно.
3) На участке AB растут и объём, и температура: внутренняя энергия увеличивается (T\uparrow) и газ совершает работу (V\uparrow). По первому закону термодинамики газ получает положительное количество теплоты. Верно.
4) Концентрация n=\dfrac{N}{V} минимальна там, где объём максимален. В состоянии B объём наибольший, поэтому концентрация атомов минимальна. Верно.
5) На участке BC температура не убывает (точка C не левее B по оси T), поэтому внутренняя энергия одноатомного газа U=\dfrac{3}{2}\nu R T не уменьшается. Неверно.
Верные утверждения: 1, 3 и 4.