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.