ID: 00025731
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 отражённые на графике процессы.
1) В состоянии В концентрация атомов газа минимальна.
2) В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты.
3) В процессе ВС внутренняя энергия газа уменьшается.
4) Давление газа в процессе С D постоянно, при этом газ совершает положительную работу.
5) В процессе DA давление газа изохорно увеличивается.
Источник: ФИПИ
На графике в осях $V$–$T$ изображён цикл $A\to B\to C\to D\to A$: $A\to B$ и $C\to D$ идут по прямым через начало координат (изобары), $B\to C$ — горизонтальный отрезок (изохора), $D\to A$ — вертикальный отрезок (изотерма).
Концентрация атомов $n=N/V$ максимальна там, где объём минимален — а он минимален у точки $D$ (там сходятся обе линии с самым маленьким объёмом), в то время как $B$ и $C$ лежат на изохоре с самым БОЛЬШИМ объёмом всего цикла. Значит, концентрация в состоянии $B$, наоборот, минимальна. Утверждение 1 верно.
На $A\to B$ (изобара) объём и температура растут одновременно — газ расширяется при нагревании, значит, совершает положительную работу, а его внутренняя энергия растёт: оба слагаемых первого закона положительны, поэтому $Q=\Delta U+A\gt0$ — газ получает положительное тепло. Утверждение 2 верно.
На $B\to C$ (изохора) температура растёт (переход в сторону бóльших $T$ при постоянном объёме) — значит, растёт и внутренняя энергия, а не уменьшается. Утверждение 3 неверно.
На $C\to D$ давление постоянно (это вторая, более «крутая» изобара), но объём при этом УМЕНЬШАЕТСЯ (переход от бóльшего объёма к меньшему) — газ сжимают, и он совершает отрицательную работу, а не положительную. Утверждение 4 неверно.
На $D\to A$ участок вертикален — это изотерма, а не изохора, поэтому характеристика «изохорно увеличивается» в утверждении 5 сразу неверна по типу процесса.