ID: 00025780
Неизменное количество идеального газа участвует в циклическом процессе 1–2–3–1, изображённом на pV - диаграмме.
Как изменяются внутренняя энергия газа в процессе 1–2 и концентрация газа в процессе 3–1?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Внутренняя энергия газа в процессе 1–2 Концентрация газа в процессе 3–1
Источник: ФИПИ
На диаграмме p–V показан циклический процесс 1–2–3–1. Точка 1 — (V_0,\ p_0), точка 2 — (3V_0,\ 3p_0), точка 3 — (2V_0,\ p_0).
Участок 1–2 лежит на прямой, проходящей через начало координат (это видно по пунктиру): здесь и давление, и объём растут втрое. Температуру найдём из уравнения Менделеева–Клапейрона T=\dfrac{pV}{\nu R}: в точке 1 она пропорциональна p_0V_0, а в точке 2 — уже 3p_0\cdot3V_0=9p_0V_0, то есть температура выросла в 9 раз. Раз температура растёт, растёт и внутренняя энергия газа.
Участок 3–1 идёт при постоянном давлении p_0 (обе точки лежат на одной горизонтали), объём при этом уменьшается с 2V_0 до V_0. Концентрация молекул n=\dfrac{N}{V} зависит только от числа молекул N (оно не меняется — количество газа в системе постоянное) и объёма V. Раз объём уменьшается, концентрация n увеличивается.
Итого: внутренняя энергия газа в процессе 1–2 увеличивается, концентрация газа в процессе 3–1 тоже увеличивается.