Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00047489

Снимем с графика координаты: состояние 1 — $(V_0;\ 2p_0)$, состояние 2 — $(2V_0;\ 3p_0)$, состояние 3 — $(4V_0;\ 3p_0)$.

Масса газа постоянна, поэтому из уравнения Менделеева — Клапейрона $pV=\nu RT$ абсолютная температура пропорциональна произведению $pV$. В единицах $p_0V_0$: $T_1\propto2$, $T_2\propto6$, $T_3\propto12$.

Участок 1–2 — наклонная прямая: растут и давление, и объём, это не изопроцесс.

Участок 2–3 — горизонталь: давление постоянно, это изобарное расширение.

Утверждение 1. Внутренняя энергия идеального газа $U=\dfrac i2\nu RT$ зависит только от состояния, а не от того, по какой линии газ в него пришёл. Поэтому для наклонного участка 1–2 хватит концов: $\dfrac{U_2}{U_1}=\dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac62=3$. Верно.

Утверждение 2. На 2–3 давление постоянно, объём растёт — изобарное расширение, а не изотермическое: при изотермическом расширении давление падало бы. Неверно.

Утверждение 3. $\dfrac{T_3}{T_2}=\dfrac{12}{6}=2$. Верно.

Утверждение 4. На 2–3 газ расширяется ($A=3p_0\cdot2V_0=6p_0V_0\gt0$) и нагревается ($\Delta U\gt0$): $Q=\Delta U+A\gt0$. Верно.

Утверждение 5. В состоянии 1 произведение $pV$ наименьшее — температура там минимальна, а не максимальна. Неверно.

Верны утверждения 1, 3 и 4.