Циклы и Тепловые… — Задание 9 ЕГЭ по физике №00028632

На $pV$-диаграмме нарисованы два изобарных процесса с одним и тем же аргоном: нижний, между состояниями «2» ($V=1$ л) и «1» ($V=5$ л) при давлении $p=0{,}5\cdot10^5$ Па, и верхний, между «4» ($V=1$ л) и «3» ($V=3$ л) при давлении $p=1{,}0\cdot10^5$ Па. По стрелкам реальное движение идёт от 2 к 1 (объём растёт с 1 до 5 л) и от 4 к 3 (объём растёт с 1 до 3 л) — оба процесса являются расширением.

Утверждение 1: в процессе 1–2 аргон изобарно увеличил объём на 4 л. Реальный переход 2→1: объём вырос с $1$ до $5$ л, то есть ровно на $5-1=4$ л. Верно.

Найдём температуры через $T\propto pV$: $T_4\propto1\cdot10^5\cdot1\cdot10^{-3}=100$, $T_3\propto1\cdot10^5\cdot3\cdot10^{-3}=300$. При переходе 4→3 температура выросла в $3$ раза (это РОСТ, а не уменьшение в 5 раз, как утверждает пункт 2). Неверно.

Утверждение 3: работа внешних сил над аргоном в процессах 1–2 и 3–4 одинакова. Работа газа на изобаре $A=p\Delta V$: в 1–2 (переход 2→1): $A_1=0{,}5\cdot10^5\cdot(5-1)\cdot10^{-3}=200$ Дж; в 3–4 (переход 4→3): $A_2=1{,}0\cdot10^5\cdot(3-1)\cdot10^{-3}=200$ Дж. Работы газа равны, значит, и работа внешних сил (равная им по модулю и противоположная по знаку) в обоих процессах тоже одинакова. Верно.

Утверждение 4: в процессе 1–2 внутренняя энергия аргона уменьшилась в 5 раз. Температуры: $T_2\propto0{,}5\cdot10^5\cdot1\cdot10^{-3}=50$, $T_1\propto0{,}5\cdot10^5\cdot5\cdot10^{-3}=250$. При переходе 2→1 температура выросла в $5$ раз — значит, выросла и внутренняя энергия, а не уменьшилась. Неверно.

Утверждение 5: в процессе 1–2 давление аргона в 2 раза больше, чем в процессе 3–4. На самом деле $0{,}5\cdot10^5$ Па (в 1–2) вдвое МЕНЬШЕ, чем $1{,}0\cdot10^5$ Па (в 3–4), а не больше. Неверно.