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.