ID: 00012998
На pV-диаграмме показан циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух адиабат. В качестве рабочего вещества используется одноатомный идеальный газ.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Данный цикл соответствует циклу идеальной тепловой машины (циклу Карно).
2) В процессе 4–1 газ получил количество теплоты 450 Дж.
3) В процессе 2–3 газ отдал в 4 раза большее количество теплоты, чем получил в процессе 4–1.
4) Внутренняя энергия газа в процессе 1–2 уменьшается.
5) В процессах 1–2 и 3–4 газ не совершает работы.
Источник: ФИПИ
Цикл состоит из двух изохор (4→1 при $V=1$ л и 2→3 при $V=4$ л) и двух адиабат (1→2 и 3→4). На адиабатах $Q=0$; на изохорах работа равна нулю, поэтому $Q=\Delta U$.
Утверждение 1: это не цикл Карно (у Карно две изотермы и две адиабаты, а здесь изохоры) — неверно.
Утверждение 2: на изохоре 4→1 газ получает теплоту
$$Q_{41} = \Delta U_{41} = \frac{3}{2}(p_1 - p_4)V_1 = \frac{3}{2}(600 - 300)\cdot 10^3 \cdot 1\cdot 10^{-3} = 450\ \text{Дж}$$
верно.
Утверждение 3: теплота, отданная в процессе 2→3, не в 4 раза больше полученной в 4→1 — неверно.
Утверждение 4: процесс 1→2 — адиабатное расширение, газ совершает работу при $Q=0$, поэтому внутренняя энергия уменьшается — верно.
Утверждение 5: на адиабатах 1→2 и 3→4 объём меняется, значит газ совершает работу — неверно.
Верные утверждения — 2 и 4.