ID: 00017808
На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля идеального одноатомного газа ($U$ — внутренняя энергия газа, $V$ — его объём). Как изменятся в ходе этого процесса концентрация газа и его давление?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины (концентрация газа, давление газа). Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Идея. График — прямая, проходящая через начало координат в осях $U$–$V$, процесс идёт от точки 1 к точке 2 (в сторону уменьшения $U$ и $V$). Для одного моля одноатомного газа $U=\frac{3}{2}RT$, значит $U$ прямо пропорциональна температуре $T$. Прямая через начало означает $U\propto V$, то есть $T\propto V$.
Шаг 1. Концентрация. $n=\dfrac{N}{V}$. В процессе 1→2 объём $V$ уменьшается, поэтому концентрация $n$ увеличивается → характер 1.
Шаг 2. Давление. Из $pV=RT$ имеем $p=\dfrac{RT}{V}=R\cdot\dfrac{T}{V}$. Так как $T\propto V$ (прямая через начало координат), отношение $\dfrac{T}{V}$ постоянно, значит давление не изменяется → характер 3.