ID: 00012992
В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс a→b→c, pV−диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно проведённого процесса.
1) На участке b→c масса пара уменьшается.
2) На участке a→b к веществу в сосуде подводится положительное количество теплоты.
3) В точке с водяной пар является насыщенным.
4) На участке a→b внутренняя энергия капли уменьшается.
5) На участке b→c внутренняя энергия пара уменьшается.
Источник: ФИПИ
Участок АБ — изобарное расширение (P = \text{const}). Из уравнения PV = \nu RT при P, R, T = \text{const} объём растёт → количество вещества пара \nu растёт. Дополнительная вода испаряется из капли.
Утверждение 1: На БЦ — гипербола, \nu = \text{const} (капля уже испарилась), масса пара не меняется. Неверно.
Утверждение 2: По первому началу термодинамики Q = \Delta U + A. При T = \text{const} для идеального газа \Delta U = 0. Объём на АБ растёт → A \gt 0. Значит Q \gt 0 — теплота подводится. Верно.
Утверждение 3: Насыщенный пар был только до точки Б (есть капля). После Б капля испарилась, влажность начала падать. В точке Ц пар ненасыщенный. Неверно.
Утверждение 4: На АБ капля испаряется, её масса уменьшается. Внутренняя энергия капли:
U_\text{кап} = \frac{3}{2}\nu_\text{кап} RT
Количество вещества капли \nu_\text{кап} уменьшается → U_\text{кап} уменьшается. Верно.
Утверждение 5: На БЦ: T = \text{const}, \nu = \text{const} → U_\text{пар} = \text{const}. Неверно.