Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00047473

Снимем координаты. Рис. 1 — прямоугольник: 1 $(V_0;\ 2p_0)$, 2 $(2V_0;\ 2p_0)$, 3 $(2V_0;\ p_0)$, 4 $(V_0;\ p_0)$. Рис. 2 — треугольник: 1 $(V_0;\ 2p_0)$, 2 $(2V_0;\ 2p_0)$, 3 $(V_0;\ p_0)$. Для данного количества газа температура и внутренняя энергия гелия $U=\dfrac32\nu RT=\dfrac32pV$ пропорциональны произведению $pV$; в единицах $p_0V_0$ оно равно: рис. 1 — $2,\ 4,\ 2,\ 1$; рис. 2 — $2,\ 4,\ 1$.

Утверждение 1. Рис. 1, процесс 1–2: $pV$ растёт с $2$ до $4$ — температура увеличивается в $2$ раза, а не уменьшается. Неверно.

Утверждение 2. Работа за цикл — площадь фигуры: квадрат $p_0V_0$ на рис. 1 и треугольник — половина такого же квадрата, $\dfrac12p_0V_0$, на рис. 2. Отношение $2$. Верно.

Утверждение 3. Рис. 2, процесс 2–3: $pV$ с $4$ до $1$ — внутренняя энергия уменьшается в $4$ раза. Верно.

Утверждение 4. На 2–3 гелий сжимают ($A_{\text{газа}}=-1{,}5p_0V_0$) и он остывает ($\Delta U=-4{,}5p_0V_0$): $Q=\Delta U+A=-6p_0V_0\lt0$ — гелий отдаёт теплоту. Верно.

Утверждение 5. Рис. 1, процесс 4–1: объём постоянен — концентрация не меняется, а не уменьшается. Неверно.

Верны утверждения 2, 3 и 4.