Question

На рисунке представлен график циклического процесса с одноатомным идеальным газом в координатах $p$–$T$, где $p$ — давление газа, $T$ — абсолютная температура. Количество вещества газа постоянно.

![](image)

Выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике:

1) Газ за цикл совершает отрицательную работу.
2) В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты.
3) В процессе ВС внутренняя энергия газа остаётся неизменной.
4) В процессе СD над газом совершают работу внешние силы.
5) В процессе DA газ изотермически расширяется.

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/0AgYZ7wfkvvQq4hK6oYodqguBSIez4bYa7v0HD5p.jpg)

Accepted Answer

23

Answer

Идея решения: определить характер каждого процесса на диаграмме $p$–$T$, применить законы термодинамики и уравнение состояния идеального газа.

**Анализ процессов:**

Из уравнения состояния $pV = 
u RT$ следует, что на диаграмме $p$–$T$:
- прямая через начало координат соответствует постоянному объёму ($V = 	ext{const}$, изохорный процесс);
- горизонтальная линия — постоянному давлению ($p = 	ext{const}$, изобарный процесс);
- вертикальная линия — постоянной температуре ($T = 	ext{const}$, изотермический процесс).

**Процесс АВ:** линия проходит через начало координат, значит $p/T = 	ext{const}$, откуда $V = 	ext{const}$ (изохорный процесс). При движении от А к В давление и температура растут. Для изохорного процесса $A = 0$, поэтому $Q = \Delta U = 
u C_V \Delta T > 0$. Газ получает тепло. **Утверждение 2 верно.**

**Процесс ВС:** вертикальная линия означает $T = 	ext{const}$ (изотермический процесс). Для идеального газа при изотермическом процессе $\Delta U = 0$. **Утверждение 3 верно.**

**Процесс СD:** линия проходит через начало координат, значит $V = 	ext{const}$ (изохорный процесс). При движении от С к D давление и температура уменьшаются, поэтому $\Delta U < 0$. Работа газа $A = 0$, следовательно, $Q = \Delta U < 0$. Газ отдаёт тепло, внешние силы не совершают работу. **Утверждение 4 неверно.**

**Процесс DA:** горизонтальная линия означает $p = 	ext{const}$ (изобарный процесс), а не изотермический. **Утверждение 5 неверно.**

**Работа за цикл:** на диаграмме $p$–$T$ площадь цикла не даёт прямого значения работы. Однако на диаграмме $p$–$V$ цикл обходится по часовой стрелке (при переводе координат), что соответствует положительной работе газа за цикл. **Утверждение 1 неверно.**

Задание №9Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике