ID: 00015635
На $pV$-диаграмме показан процесс $1$–$2$, в котором участвует $0{,}1$ моля идеального одноатомного газа ($1$ атм $= 10^5$ Па). Выберите все верные утверждения относительно этого процесса. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Температура газа в состоянии $1$ меньше $600$ К.
2) Температура газа в состоянии $2$ больше $250$ К.
3) В процессе $1$–$2$ газ совершает отрицательную работу.
4) В процессе $1$–$2$ внутренняя энергия газа только убывает.
5) В процессе $1$–$2$ внутренняя энергия газа только возрастает.
Источник: ФИПИ
Прямая отрезок от точки $2$ (слева вверху: $p_2=5$ атм, $V_2=0{,}5$ л) к точке $1$ (справа внизу: $p_1=1$ атм, $V_1=5{,}5$ л). Процесс идёт из состояния $1$ в состояние $2$, то есть объём уменьшается с $5{,}5$ л до $0{,}5$ л.
Состояние $1$: $p_1V_1=10^5\cdot 5{,}5\cdot10^{-3}=550$ Дж, $T_1=\dfrac{550}{0{,}1\cdot 8{,}31}\approx 662$ К.
Состояние $2$: $p_2V_2=5\cdot10^5\cdot 0{,}5\cdot10^{-3}=250$ Дж, $T_2=\dfrac{250}{0{,}831}\approx 301$ К.
1) $T_1\approx662$ К — это не меньше $600$ К. Неверно.
2) $T_2\approx301$ К $\gt 250$ К. Верно.
3) В процессе $1\to2$ объём уменьшается (газ сжимают) — работа газа отрицательна. Верно.
4)–5) Вдоль прямой $p=5{,}4-0{,}8V$ произведение $pV\sim T$ ведёт себя как парабола с максимумом при $V\approx3{,}4$ л. Идя из $1$ ($V=5{,}5$) в $2$ ($V=0{,}5$), температура сначала растёт (до максимума), затем падает. Значит, внутренняя энергия не только убывает и не только возрастает. Оба утверждения неверны.