ID: 00015273
В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре происходит процесс a\rightarrow b\rightarrow c, pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этого процесса.
1) В процессе a\rightarrow b внутренняя энергия пара увеличивается.
2) В состоянии a водяной пар является насыщенным.
3) В процессе b\rightarrow c плотность пара увеличивается.
4) В процессе a\rightarrow b масса капли воды остаётся постоянной.
5) В процессе b\rightarrow c пару сообщают положительное количество теплоты.
Запишите в ответ выбранные цифры.
Источник: ФИПИ
Процесс идёт при постоянной температуре, поэтому на pV-диаграмме часть пути — изотерма (гипербола pV=\text{const}), а часть может идти при постоянном давлении насыщенного пара (когда пар насыщен и часть его конденсируется в каплю или капля испаряется). Внутренняя энергия пара зависит от температуры (U\sim T), а T=\text{const}. Плотность пара \rho\sim\dfrac{1}{V}. Знак подведённой теплоты находят из первого начала термодинамики Q=\Delta U+A.
Утверждения требуют знать форму пути a\rightarrow b\rightarrow c: где участок изотермы-гиперболы, а где «полка» постоянного давления (насыщение), в какую сторону идёт объём. Всё это задано только диаграммой, которой в тексте нет. Без неё определить, насыщен ли пар в точке a, меняется ли масса капли и знак теплоты, однозначно нельзя.
Ответ: задача требует pV-диаграммы процесса — будет дана после отрисовки.