МКТ — Задание 10 ЕГЭ по физике №00047353

Задача на перевод слов в график: каждое звено процесса превращаем в линию определённой формы, только теперь оси — давление $p$ и абсолютная температура $T$.

Как выглядят изопроцессы в осях $p$–$T$.

Постоянное давление — горизонтальная линия: меняется только температура.

Постоянная температура — вертикальная линия: меняется только давление.

Постоянный объём — наклонная прямая, продолжение которой проходит через начало координат: по закону Шарля $\dfrac{p}{T}=\text{const}$.

Процесс 1. Охлаждение при постоянном давлении — по горизонтали влево. Затем давление уменьшается при постоянном объёме — вниз-влево по наклонной прямой. Затем температура постоянна, а объём уменьшается. По закону Бойля–Мариотта $pV=\text{const}$: при сжатии давление растёт, поэтому этот участок — вертикальный и идёт вверх. По условию он заканчивается на первоначальном давлении, то есть последняя точка лежит на одной горизонтали с первой.

Так устроен график 2: горизонталь влево, наклонная вниз, вертикаль вверх до того же уровня давления, с которого начинали.

Процесс 2. Температура уменьшается при постоянном давлении — горизонталь влево. Затем давление растёт при постоянном объёме — вверх-вправо по наклонной прямой. Затем температура постоянна, давление падает — вертикаль вниз. Это график 3: горизонтальный отрезок внизу, от его левого конца наклонная вверх, от верхней точки вертикаль вниз.

Проверим себя на «лишних» графиках. График 1 — замкнутый треугольник, а ни один процесс не возвращает газ в исходное состояние: в процессе 1 давление в конце прежнее, но температура ниже начальной, в процессе 2 конечная точка правее начальной. На графике 4 нет вертикального отрезка, а изотерма есть в обоих процессах.

Итог: процессу 1 соответствует график 2, процессу 2 — график 3.