Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00028654

На $pV$-диаграмме (без числовых подписей осей, но с равномерной сеткой) показаны два изобарных процесса с одним и тем же аргоном: процесс 1 идёт при давлении $p_1$ от объёма $V=1$ до $V=5$ делений сетки, процесс 2 — при давлении $p_2=1{,}5p_1$ от объёма $V=3$ до $V=5$ делений.

Утверждение 1: в процессе 1 объём аргона изобарно увеличился в 4 раза. На самом деле объём вырос с $1$ до $5$, то есть в $5$ раз, а не в $4$ (хотя разница действительно равна $4$ делениям — не стоит путать разность с отношением). Неверно.

Утверждение 2: в процессе 1 абсолютная температура аргона изобарно увеличилась в 5 раз. Через $T\propto pV$: $T_{нач}\propto p_1\cdot1$, $T_{кон}\propto p_1\cdot5$ — отношение равно ровно $5$. Верно.

Утверждение 3: в процессе 2 концентрация молекул аргона увеличилась в 2 раза. Концентрация обратно пропорциональна объёму (масса газа постоянна), а объём в процессе 2 вырос с $3$ до $5$, то есть в $\dfrac{5}{3}\approx1{,}67$ раза — значит, концентрация, наоборот, УМЕНЬШИЛАСЬ примерно в 1,67 раза, а не увеличилась в 2. Неверно.

Утверждение 4: в процессе 2 плотность аргона уменьшилась в 2,5 раза. Плотность тоже обратно пропорциональна объёму: объём вырос в $\dfrac{5}{3}$ раза, значит, плотность уменьшилась в те же $\dfrac{5}{3}\approx1{,}67$ раза, а не в $2{,}5$. Неверно.

Утверждение 5: работа, совершённая аргоном, в обоих процессах одинакова. Работа на изобаре $A=p\Delta V$: в процессе 1 — $A_1=p_1\cdot(5-1)=4p_1$; в процессе 2 — $A_2=1{,}5p_1\cdot(5-3)=3p_1$. Работы разные ($4p_1\ne3p_1$). Неверно.