Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.
1) Давление газа в процессе CD постоянно, при этом внешние силы совершают над газом положительную работу.
2) В процессе DA давление газа изохорно уменьшается.
3) В процессе AB газ отдаёт в окружающую среду положительное количество теплоты.
4) В состоянии В концентрация атомов газа максимальна.
5) В процессе ВС внутренняя энергия газа остаётся постоянной.
Ответ: _______________.
1) Процесс CD.
Для идеального газа P = nRT∕V. На диаграмме V-T линия CD прямая, выходящая из начала координат (рис. пунктиром показана такая же прямая для другого давления). Это означает, что отношение V∕T вдоль CD постоянно, следовательно, P = const.
На участке CD объём уменьшается ( dV < 0 ), поэтому работа газа A_gas = ∫P dV < 0, а внешних сил A_ext = –A_gas > 0. Утверждение 1 верно.
2) DA – горизонтальный отрезок, V = const – изохорный процесс.
Температура при этом уменьшается ⇒ P ∝ T / V тоже уменьшается. Утверждение 2 верно.
3) AB – наклонный отрезок «вверх-вправо» (T растёт).
ΔU = (3/2) nR ΔT > 0, объём растёт ⇒ газ совершает положительную работу.
Чтобы обеспечить рост U и совершение работы, газ должен получить тепло (Q>0), а не отдавать. Утверждение 3 неверно.
4) Концентрация N∕V обратно пропорциональна объёму.
В точке B объём наибольший, значит, концентрация наименьшая, а вовсе не максимальная. Утверждение 4 неверно.
5) BC – вертикальный отрезок, T = const – изотерма.
Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от T, поэтому ΔU = 0. Утверждение 5 верно.
Верные утверждения: 1, 2, 5.