ID: 00013005
При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный неоном и соединённый с манометром. Объём сосуда медленно увеличивают, сохраняя давление неона в нём постоянным. Как изменяются при этом внутренняя энергия и плотность неона в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Поршень закрыт, частицы никуда не пропадают, значит масса $m = \text{const}$.
Плотность вещества определяется как:
$$\rho = \frac{m}{V}$$
При увеличении объёма $V$ и постоянной массе $m$ плотность $\rho$ уменьшается. Значит, плотность неона уменьшается — Б $\to$ 2.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа (неон — одноатомный):
$$U = \frac{3}{2} \nu R T$$
Из уравнения Менделеева–Клапейрона $pV = \nu R T$ выразим температуру:
$$T = \frac{pV}{\nu R}$$
При постоянных $p$, $\nu$, $R$ и увеличении $V$ температура $T$ растёт. Следовательно, внутренняя энергия $U$ увеличивается — А $\to$ 1.