ID: 00013023
На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U – внутренняя энергия газа, р – его давление). Используя данные графика, выберите из предложенного перечня все верные утверждения.
1) Концентрация молекул газа в ходе процесса уменьшается.
2) Объём газа в этом процессе остаётся неизменным.
3) Плотность газа в этом процессе увеличивается.
4) В ходе процесса газ расширяется.
5) Температура газа в ходе процесса повышается.
Источник: ФИПИ
Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия $U=\dfrac{3}{2}\nu R T=\dfrac{3}{2}pV$. На графике внутренняя энергия прямо пропорциональна давлению ($U\sim p$, прямая через начало координат). Сопоставляя $U\sim p$ и $U=\dfrac{3}{2}pV$, получаем, что объём $V$ в процессе постоянен — это изохорный процесс. По стрелке $U$ и $p$ растут, значит растёт и температура.
1) Концентрация $n=\dfrac{N}{V}$ при постоянном объёме не меняется, а не уменьшается. Неверно.
2) Объём газа в процессе постоянен. Верно.
3) Плотность $\rho=\dfrac{m}{V}$ при постоянном объёме и неизменной массе не меняется, а не увеличивается. Неверно.
4) Объём не меняется, поэтому газ не расширяется. Неверно.
5) Внутренняя энергия растёт, а $U=\dfrac{3}{2}\nu R T$, значит температура повышается. Верно.
Верные утверждения: 2 и 5.