ID: 00028654
На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного аргона ( p – давление аргона, V – его объём).
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, изображённые на рисунке.
1) В процессе 1 объём аргона изобарно увеличился в 4 раза. 2) В процессе 1 абсолютная температура аргона изобарно увеличилась в 5 раз.
3) В процессе 2 концентрация молекул аргона увеличилась в 2 раза. 4) В процессе 2 плотность аргона уменьшилась в 2,5 раза. 5) Работа, совершённая аргоном, в обоих процессах одинакова.
Источник: ФИПИ
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.