Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00004051

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.