Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00047428

Разложим опыт на два этапа и на каждом проследим, что постоянно и что меняется. Масса газа постоянна. Этап 1 — изотермическое расширение: $T=\text{const}$, объём растёт, давление по закону Бойля—Мариотта падает, внутренняя энергия $U=\dfrac32\nu RT$ не меняется, газ совершает положительную работу и, по первому закону термодинамики $Q=\Delta U+A$, получает теплоту $Q=A\gt0$. Этап 2 — изохорное охлаждение: $V=\text{const}$, работы нет, температура падает, давление падает ($\dfrac pT=\text{const}$), внутренняя энергия уменьшается, и газ отдаёт теплоту: $Q=\Delta U\lt0$.

Утверждение 1. На первом этапе концентрация уменьшалась (объём рос), на втором объём постоянен — концентрация не менялась, а не росла. Неверно.

Утверждение 2. На первом этапе газ расширялся — работа положительна, на втором объём постоянен — работа равна нулю. Верно.

Утверждение 3. Средняя кинетическая энергия молекул $\dfrac32kT$: на первом этапе постоянна, на втором уменьшилась — в итоге уменьшилась. Верно.

Утверждение 4. Давление на обоих этапах падало. Неверно.

Утверждение 5. На первом этапе внутренняя энергия не менялась. Неверно.

Верны утверждения 2 и 3.