ID: 00012967
При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул n прямо пропорциональна давлению р (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процесс 1–2.
1) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа остаётся неизменной.
2) Плотность газа уменьшается.
3) Абсолютная температура газа увеличивается.
4) Происходит изотермическое сжатие газа.
5) Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается.
Источник: ФИПИ
По графику концентрация молекул прямо пропорциональна давлению: $n\sim p$. Воспользуемся связью $p=nkT$, откуда $T=\dfrac{p}{nk}$. Так как $n$ и $p$ меняются пропорционально, их отношение постоянно, а значит температура в процессе $1\to2$ не меняется — это изотермический процесс. По стрелке концентрация и давление убывают, то есть газ расширяется (число молекул постоянно, а объём $V=\dfrac{N}{n}$ растёт).
1) Средняя кинетическая энергия молекул $\langle E\rangle=\dfrac{3}{2}kT$ зависит только от температуры. Температура постоянна, поэтому энергия не меняется. Верно.
2) Плотность $\rho=\dfrac{m}{V}$: масса постоянна, объём растёт, значит плотность уменьшается. Верно.
3) Температура в процессе постоянна, она не увеличивается. Неверно.
4) Процесс действительно изотермический, но концентрация падает, объём растёт — это расширение, а не сжатие. Неверно.
5) Среднеквадратичная скорость $v=\sqrt{\dfrac{3kT}{m_0}}$ зависит только от температуры. Она постоянна, а не увеличивается. Неверно.
Верные утверждения: 1 и 2.