ID: 00025721
На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V –Т , где V – объём газа, Т – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы на графике.
1) Газ за цикл совершает работу, равную нулю.
2) Давление газа в процессе АВ постоянно, при этом внешние силы совершают над газом положительную работу.
3) В процессе ВС газ отдаёт положительное количество теплоты.
4) В процессе CD внутренняя энергия газа уменьшается.
5) В процессе DA давление газа изотермически уменьшается.
Источник: ФИПИ
На графике в осях V–T изображён цикл A\to B\to C\to D\to A. Отрезок A\to D вертикален (постоянная температура) — изотерма. Пунктирная линия из начала координат проходит через A и продолжается сплошной до B — это изобара, объём и температура растут. Отрезок B\to C горизонтален (постоянный объём) — изохора, температура растёт. Отрезок C\to D идёт по второй изобаре (более пологой пунктирной линии) обратно к D — давление постоянно, а объём и температура падают.
Утверждение 1: газ за цикл совершает работу, равную нулю. Цикл имеет реальную площадь на pV-диаграмме (объём и давление меняются по разным законам на разных участках, замыкая непустую фигуру), поэтому суммарная работа за полный цикл не равна нулю. Неверно.
Утверждение 2: на A\to B давление постоянно (верно, это изобара), но при этом внешние силы совершают положительную работу. На самом деле на A\to B объём РАСТЁТ (это видно из построения) — значит, это расширение, и положительную работу совершает сам газ, а не внешние силы над ним. Неверно.
Утверждение 3: на B\to C газ отдаёт положительное тепло. Но на изохоре B\to C температура растёт (значит, растёт и внутренняя энергия), а работа равна нулю — по первому закону Q=\Delta U\gt0, то есть газ, наоборот, получает тепло, а не отдаёт. Неверно.
Утверждение 4: на C\to D внутренняя энергия газа уменьшается. На этой изобаре температура падает (переход от C к D идёт в сторону меньших объёмов и меньших температур), значит, внутренняя энергия одноатомного газа действительно уменьшается. Верно.
Утверждение 5: на D\to A давление газа изотермически уменьшается. Участок и правда изотермический (постоянная температура), а объём при переходе от D к A растёт — по закону Бойля–Мариотта рост объёма при постоянной температуре означает падение давления. Верно.