ID: 00017804
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1–2 и 3–4, в каждом из которых участвует 1 моль гелия. Графики построены в координатах $T$–$P$ и $T$–$V$, где $V$ — объём, $T$ — абсолютная температура газа, $P$ — давление газа (см. рисунок). Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
УТВЕРЖДЕНИЯ
1) Газ получает положительное количество теплоты и совершает положительную работу.
2) Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия увеличивается.
3) Над газом совершается положительная работа, при этом газ отдаёт положительное количество теплоты.
4) Над газом совершается положительная работа, при этом его внутренняя энергия увеличивается.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Источник: ФИПИ
Идея. Определяем тип каждого процесса по его графику, затем для каждого находим знаки работы $A$, изменения внутренней энергии $\Delta U$ и теплоты $Q=\Delta U+A$.
График А (координаты $P$–$T$), процесс 1→2. Прямая проходит через начало координат, $P\propto T$. По закону Шарля это изохора ($V=\text{const}$). При переходе 1→2 температура растёт. Значит: работа газа $A=0$ (объём не меняется), внутренняя энергия $\Delta U\gt 0$ (для одноатомного газа $U=\tfrac{3}{2}\nu RT$ растёт), теплота $Q=\Delta U\gt 0$. Газ получает теплоту, внутренняя энергия увеличивается — это утверждение 2.
График Б (координаты $V$–$T$), процесс 3→4. Вертикальный отрезок: $T=\text{const}$, объём растёт ($V_4\gt V_3$). Это изотермическое расширение. Тогда $\Delta U=0$ (температура постоянна), работа газа $A\gt 0$ (расширение), теплота $Q=A\gt 0$. Газ получает теплоту и совершает положительную работу — это утверждение 1.
Ответ: А — 2, Б — 1, то есть 21.