ID: 00028601
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1–2 и 3–4, в каждом из которых участвует 1 моль разреженного гелия. Графики построены в координатах p – T и V – T , где p – давление, V – объём и T – абсолютная температура газа.
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.
ГРАФИКИ УТВЕРЖДЕНИЯ А) Б)
1) Над газом совершают положительную работу, при этом газ отдаёт тепло.
2) Над газом не совершают работы, при этом его внутренняя энергия уменьшается.
3) Газ получает положительное количество теплоты и не совершает работы.
4) Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия не изменяется. А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
На рисунке А показан процесс в осях p–T: прямая идёт через начало координат, а стрелка направлена из точки 2 в точку 1, то есть и давление, и температура растут. Прямая через начало координат в p–T означает, что $p/T=\text{const}$ — это изохорный процесс, объём газа не меняется.
При постоянном объёме газ не совершает работы (сосуд не расширяется и не сжимается), а раз температура растёт, растёт и внутренняя энергия. По первому закону термодинамики $Q=\Delta U+A=\Delta U\gt0$ — газ получает теплоту, работы при этом нет. Это в точности формулировка пункта 3: «Газ получает положительное количество теплоты и не совершает работы».
На рисунке Б показан процесс в осях V–T: вертикальная линия, стрелка от 3 к 4 вверх, то есть объём растёт, а температура остаётся неизменной — это изотермическое расширение. При постоянной температуре внутренняя энергия идеального газа не меняется ($\Delta U=0$), а расширяясь, газ совершает положительную работу. Чтобы при этом энергия не упала, газ должен получать теплоту — это пункт 4: «Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия не изменяется».
Итого: А — пункт 3, Б — пункт 4.