ID: 00008219
На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного аргона (р — давление аргона; V — его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на рисунке.
В процессе 2 объём аргона увеличился в 1,5 раза.
В процессе 1 концентрация молекул аргона уменьшилась в 3 раза.
В процессе 1 плотность аргона изобарно увеличилась в 2 раза.
В процессе 2 абсолютная температура аргона изобарно уменьшилась в 1,5 раза.
Работа, совершённая аргоном, в процессе 1 больше, чем в процессе 2.
Источник: ФИПИ
Обозначим: одна клетка по V равна V_0, по p — p_0.
Утверждение 1 (процесс 2: объём вырос в 1,5 раза): \frac{V_2}{V_1} = \frac{6V_0}{4V_0} = \frac{3}{2} = 1{,}5 \quad \checkmark
Утверждение 2 (процесс 1: концентрация уменьшилась в 3 раза):
Количество вещества одинаково в обоих процессах, значит число молекул N = \text{const}. \frac{n_1}{n_2} = \frac{N/V_1}{N/V_2} = \frac{V_2}{V_1} = \frac{6V_0}{2V_0} = 3 \quad \checkmark Концентрация уменьшилась в 3 раза.
Утверждение 3 (процесс 1: плотность изобарно увеличилась в 2 раза):
Масса газа постоянна, поэтому \rho = m/V. \frac{\rho_1}{\rho_2} = \frac{V_2}{V_1} = \frac{6V_0}{2V_0} = 3 Плотность уменьшилась в 3 раза (не увеличилась в 2). Утверждение неверно.
Утверждение 4 (процесс 2: изобарный, T уменьшилась в 1,5 раза):
Процесс 2 — изобарный (p = 3p_0 = \text{const}). По закону Шарля: \frac{T_1}{T_2} = \frac{V_1}{V_2} = \frac{4V_0}{6V_0} = \frac{2}{3} T_1 \lt T_2, то есть температура увеличилась, а не уменьшилась. Утверждение неверно.
Утверждение 5 (работа в процессе 1 больше, чем в процессе 2):
Работа газа — площадь под графиком в pV-координатах.
Процесс 1 (прямоугольник от V = 2V_0 до 6V_0, давление от 2p_0 до 6p_0 — наклонный процесс; площадь прямоугольника): A_1 = \Delta p \cdot \Delta V = 3p_0 \cdot 4V_0 = 12\,p_0 V_0
Процесс 2 (изобарный, p = 3p_0, \Delta V = 2V_0): A_2 = 6p_0 \cdot 2V_0 = 12\,p_0 V_0 A_1 = A_2. Утверждение неверно.