Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00051892

1) Неверно.

На рисунке 1 процесс 1-2 идёт при постоянном давлении $2p_0$, поэтому это изобарный процесс. Для него:

$\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}$,

$\dfrac{T_2}{T_1} = \dfrac{V_2}{V_1} = \dfrac{2V_0}{V_0} = 2$

Значит, температура гелия увеличивается в 2 раза, а не уменьшается.

2) Верно.

Работа газа за цикл численно равна площади цикла в координатах $pV$.

Рисунок 1 — прямоугольник со сторонами $p_0$ и $V_0$:

$A_1 = p_0V_0$

Рисунок 2 — прямоугольный треугольник с катетами $p_0$ и $V_0$:

$A_2 = \dfrac{1}{2}p_0V_0$

$\dfrac{A_1}{A_2} = 2$

Значит, работа гелия за цикл на рисунке 1 в два раза больше.

3) Верно.

На рисунке 2 процесс 2-3 лежит на прямой, проходящей через начало координат: $p$ прямо пропорционально $V$.

Внутренняя энергия одноатомного газа:

$U = \dfrac{3}{2}\nu RT$

При $\nu = \text{const}$ во сколько раз изменилась температура, во столько раз изменилась внутренняя энергия.

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона:

$pV = \nu RT$

Так как в этом процессе количество вещества не меняется, верно соотношение:

$\dfrac{p_2V_2}{T_2} = \dfrac{p_3V_3}{T_3}$,

$\dfrac{T_2}{T_3} = \dfrac{p_2V_2}{p_3V_3} = \dfrac{2p_0 \cdot 2V_0}{p_0V_0} = 4$

Поэтому внутренняя энергия гелия уменьшилась в 4 раза.

4) Верно.

В процессе 2-3 объём уменьшается, значит, работа газа отрицательна: $A < 0$. Внутренняя энергия уменьшается: $\Delta U < 0$. По первому закону термодинамики:

$Q = \Delta U + A < 0$

То есть газ отдаёт теплоту в окружающую среду.

5) Неверно.

Концентрация выражается формулой:

$n = \dfrac{N}{V}$

На рисунке 1 процесс 4-1 идёт при постоянном объёме $V_0$, число молекул не меняется, значит, концентрация гелия остаётся неизменной.

Ответ: 234