ID: 00015174
Идеальный газ, количество которого неизменно, в некотором процессе 1–2 совершил положительную работу A = 100 Дж. Изменение внутренней энергии газа в этом процессе составило \Delta U = 120 Дж. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно проведённого процесса.
1) Этот процесс представляет собой замкнутый цикл.
2) В результате этого процесса газ получил количество теплоты от окружающих тел (\Delta Q_{12} \gt 0).
3) В результате этого процесса температура газа могла как повыситься, так и понизиться.
4) Объём газа в этом процессе уменьшился.
5) Объём газа в этом процессе увеличился.
Ответ дайте в виде последовательности цифр выбранных утверждений в порядке возрастания.
Источник: ФИПИ
Здесь работает первое начало термодинамики: тепло, которое газ получает, идёт и на изменение его внутренней энергии, и на работу против внешних сил: Q = \Delta U + A. А ещё помним, что у идеального газа внутренняя энергия зависит ТОЛЬКО от температуры (U = \tfrac{i}{2}\nu R T) — это нам поможет с пунктом про температуру. И знак работы газа подскажет, расширялся он или сжимался.
1) Замкнутый цикл. В замкнутом цикле газ возвращается в исходное состояние, значит его внутренняя энергия не меняется: \Delta U = 0. А у нас \Delta U = 120 Дж \neq 0. Значит это НЕ цикл. Неверно.
2) Газ получил теплоту (\Delta Q \gt 0). Считаем по первому началу: Q = \Delta U + A = 120 + 100 = 220 Дж. Это больше нуля — газ действительно получил тепло от окружающих тел. Верно.
3) Температура могла как повыситься, так и понизиться. Внутренняя энергия выросла (\Delta U = +120 Дж), а у идеального газа U однозначно связана с температурой. Раз энергия выросла — температура ТОЧНО повысилась, никакого «могла понизиться» быть не может. Неверно.
4) Объём уменьшился. Газ совершил положительную работу (A = +100 Дж \gt 0). Положительную работу газ совершает, когда расширяется. Значит объём не уменьшился. Неверно.
5) Объём увеличился. Та же мысль: A \gt 0 означает расширение, объём вырос. Верно.
Ответ: 25