ID: 00015600
На рисунке 1 представлен процесс перехода идеального газа из состояния 1 в состояние 2. Как изменятся следующие физические величины: работа, совершённая газом, и изменение его внутренней энергии, по отношению к этим же величинам в процессе 1−2, при осуществлении процесса 3−4, изображённого на рисунке 2? В обоих случаях количество газа равно 1 моль.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Идея. На обоих рисунках процесс на осях $p$–$T$ — отрезок прямой, продолжение которой проходит через начало координат, то есть $\dfrac{p}{T}=\text{const}$. Из $pV=\nu RT$ это означает $V=\text{const}$ — оба процесса изохорные. Сравниваем процесс 3−4 с процессом 1−2.
Шаг 1. Работа газа. В изохорном процессе $V=\text{const}$, поэтому работа газа $A=p\,\Delta V=0$ — и для 1−2, и для 3−4. Значит работа в процессе 3−4 такая же (нулевая), как в 1−2. Не изменилась → 3.
Шаг 2. Изменение внутренней энергии. $\Delta U=\dfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T$. По клеткам обоих графиков изменение температуры одинаково: в процессе 1−2 $T$ растёт на 2 клетки (от $T_0$ до $2T_0$), и в процессе 3−4 — тоже на 2 клетки. Значит $\Delta U$ одинаково. Не изменилась → 3.