Задание 11. На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V-T, где V — объём газа, Т — абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующие процессы на графике.
1) Газ за цикл не совершает работу.
2) Давление газа в процесс АВ постоянно, при этом внешние силы над газом совершают положительную работу.
3) В процессе ВС газ получает положительное количество теплоты.
4) В процессе CD внутренняя энергия газа уменьшается.
5) В процессе DA давление газа изотермически увеличивается.
Решение.
Процесс изменения состояния идеального газа протекает в соответствии с уравнением Менделеева-Клайперона:
. (1)
На
отрезке AB имеем линейную
зависимость объема газа от его температуры, причем прямая условно начинается в
начале координат в точке (0,0). Тогда будет справедлива запись 
, где α – некоторый
коэффициент. Выразим из формулы (1) давление газа и посмотрим как он меняется
на участке AB, получим:
,
то есть давление остается неизменным – изобарный процесс. По аналогии на прямой DC происходит также изобарный процесс, но в обратном направлении.
На
участке AD температура
газа не меняется, но происходит изменение объема, следовательно, из формулы 
, имеем 
и изменение объема
ведет к обратно пропорциональному изменению давления.
На
участке BC имеем
постоянное значение объема, но увеличение температуры, следовательно, 
, и имеем уменьшение
давления.
1)
Работа, совершаемая газом, определяется выражением 
. Из вышеописанного следует, что
газ (либо над газом) совершает работу на участках AB, CD и AD.
2) Как уже сказано выше давление газа на участке AB постоянно и происходит увеличение объема газа, то есть ∆V>0. Это означает, что газ совершил работу.
3) На участке BC температура газа увеличивается при сохранении объема, следовательно, газ получил некоторое количество теплоты.
4) На участке CD происходит уменьшение температуры газа и его объема, следовательно, внутренняя энергия газа уменьшается.
5) На участке DA объем газа увеличивается, следовательно, из pV=const следует, что давление должно уменьшаться.
Ответ: 34.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: