МКТ (нет в 2026) — Задание 21 ЕГЭ по физике №00016584

Что происходит

Смотрим на pT-диаграмму. Три участка — три разных процесса. Разберём каждый.

Участок 1→2: точки лежат на прямой, проходящей через начало координат. Это значит $p / T = \text{const}$, то есть давление пропорционально температуре. По уравнению состояния идеального газа $pV = \nu RT$, если $p/T = \text{const}$ и количество вещества $\nu$ неизменно — значит $V = \text{const}$. Это изохорный процесс. Объём не изменяется. Температура при этом растёт (двигаемся вправо по оси T) → внутренняя энергия идеального газа $U = \frac{i}{2}\nu RT$ увеличивается.

Участок 2→3: давление не меняется (горизонтальная линия), а температура растёт. Это изобарный процесс: $p = \text{const}$. Из закона Шарля — Гей-Люссака: $V / T = \text{const}$, значит при росте $T$ объём увеличивается. Температура растёт → $U$ увеличивается.

Участок 3→4: вертикальная линия — температура не меняется ($T = \text{const}$). Это изотермический процесс. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, поэтому $U$ не изменяется. Давление при этом растёт (поднимаемся вверх), а по закону Бойля–Мариотта $pV = \text{const}$ → объём уменьшается.

Почему (законы)

Используем уравнение состояния идеального газа $pV = \nu RT$, а также законы изопроцессов: изохора ($V=\text{const}$, $p/T=\text{const}$), изобара ($p=\text{const}$, $V/T=\text{const}$), изотерма ($T=\text{const}$, $pV=\text{const}$). Внутренняя энергия идеального газа $U = \frac{i}{2}\nu RT$ зависит только от температуры: растёт $T$ — растёт $U$, $T=\text{const}$ — $U=\text{const}$.

Ответ: 1→2 — V не изменяется, U растёт; 2→3 — V растёт, U растёт; 3→4 — V уменьшается, U не изменяется.