Дано:

одноатомный идеальный газ, \nu = \text{const}; VT-диаграмма с участками 1→2, 2→3, 3→4.

Найти:

изменение P и U на каждом участке.

Решение:

Участок 1→2. График представляет линейную зависимость V от T, проходящую через начало координат. Это означает V/T = \text{const}, то есть изобарный процесс (P = \text{const}). Давление не изменяется. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа: U = \frac{3}{2}\nu R T На участке 1→2 температура увеличивается (видно из графика), следовательно, U увеличивается. Участок 2→3. Объём остаётся постоянным (V = \text{const}) — изохорный процесс. По уравнению состояния PV = \nu RT при V = \text{const} и \nu, R = \text{const}: \frac{P}{T} = \text{const} Температура увеличивается, значит, давление увеличивается. Так как T увеличивается, внутренняя энергия U = \dfrac{3}{2}\nu RT тоже увеличивается. Участок 3→4. Температура постоянна (T = \text{const}) — изотермический процесс. По закону Бойля–Мариотта PV = \text{const}. Объём увеличивается, значит, давление уменьшается. Так как T = \text{const}, внутренняя энергия U = \dfrac{3}{2}\nu RT не изменяется.