Термодинамика — Задание 10 ЕГЭ по физике №00047355

На рисунке два графика: А — в осях $V$–$T$, Б — в осях $p$–$T$. Утверждения говорят об участках 1–2 и 3–1. Выясним, какие процессы на них идут, и проверим каждое утверждение.

Что означают равенства. По первому закону термодинамики $Q=\Delta U+A$, поэтому: $\Delta U=0$ — температура постоянна; $A=0$ — объём постоянен; $Q=A$ — то же самое, что $\Delta U=0$; $Q=0$ — теплообмена нет.

График А ($V$–$T$). Участок 1–2 вертикальный: температура не меняется, а объём растёт. Это изотерма, внутренняя энергия идеального газа на ней не меняется: $\Delta U=0$ — утверждение 1 верно.

Остальные утверждения для графика А не подходят. Утверждение 2: на изотермическом расширении газ совершает работу и получает ровно столько же теплоты, $Q=A\gt0$, а не ноль. Утверждение 4: объём на 1–2 меняется, работа не равна нулю. Утверждение 3: участок 3–1 лежит на прямой, продолжение которой проходит через начало координат (изобара), и температура на нём падает, так что $\Delta U\ne0$ и $Q\ne A$.

Графику А соответствует утверждение 1.

График Б ($p$–$T$). Участок 1–2 лежит на прямой, продолжение которой проходит через начало координат. По клеткам видно, что от точки 1 до точки 2 давление и температура выросли в одно и то же число раз (в $4$ раза). Из $pV=\nu RT$ следует $V=\dfrac{\nu RT}{p}$ — объём не меняется. Это изохора, работа газа $A=0$ — утверждение 4 верно.

Проверим остальные. Утверждение 1: температура на 1–2 растёт, $\Delta U\gt0$. Утверждение 2: газ нагревается без работы — значит, получает теплоту, $Q=\Delta U\gt0$. Утверждение 3: участок 3–1 горизонтальный (изобара), температура на нём падает, $\Delta U\ne0$, поэтому $Q\ne A$.

Графику Б соответствует утверждение 4.

Итог: А — 1, Б — 4.