ID: 00012994
Зависимость температуры 1 моль одноатомного идеального газа от давления показана на рисунке. Выберите из предложенных утверждений все, которые верно отражают результаты этого эксперимента.
1) В процессе 1–2 объём газа увеличился в 3 раза.
2) В процессе 2–3 газ совершал положительную работу.
3) В процессе 2–3 внутренняя энергия газа уменьшалась.
4) В процессе 1–2 газ отдал положительное количество теплоты.
5) В процессе 1–2 концентрация молекул газа не менялась.
Источник: ФИПИ
Анализ процессов по графику T(P):
Уравнение состояния: PV = \nu RT, откуда V = \dfrac{\nu R T}{P}.
Процесс 1–2: прямая проходит через начало координат (T = kP), то есть \frac{T}{P} = \text{const}, следовательно V = \text{const} — изохорный процесс.
Процесс 2–3: горизонтальная прямая (T = \text{const}) — изотермический процесс. По графику давление уменьшается.
Утверждение 1: В процессе 1–2 объём постоянен, не увеличивается. Неверно.
Утверждение 2: В изотермическом процессе 2–3 давление уменьшается \Rightarrow из V = \frac{\nu RT}{P} объём увеличивается \Rightarrow газ совершает положительную работу. Верно.
Утверждение 3: В изотермическом процессе 2–3 температура постоянна, внутренняя энергия одноатомного газа U = \frac{3}{2}\nu RT = \text{const}. Неверно.
Утверждение 4: В изохорном процессе 1–2 работа газа A = 0. По первому началу термодинамики Q = \Delta U. Из графика температура в процессе 1–2 растёт, значит \Delta U \gt 0, Q \gt 0 — газ принял теплоту, а не отдал. Неверно.
Утверждение 5: В изохорном процессе 1–2 объём постоянен, количество вещества постоянно, значит концентрация n = \frac{N}{V} = \text{const}. Верно.