На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах , где — объём газа, — абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

- В процессе газ изобарно сжимается.
- В процессе газ получает положительное количество теплоты.
- В процессе газ изохорно охлаждают.
- В процессе газ совершает положительную работу.
- В процессе газ изохорно нагревают.
Решение:
Проанализируем каждый процесс на диаграмме :
-
Неверно. Участок лежит на прямой, проходящей через начало координат (), что по закону Гей-Люссака соответствует изобарному процессу (). При переходе от к объём увеличивается (), следовательно, газ изобарно расширяется, а не сжимается.
-
Верно. Запишем первое начало термодинамики для процесса : Поскольку температура увеличивается (), внутренняя энергия одноатомного газа возрастает: Так как объём увеличивается (), работа газа при постоянном давлении положительна: Сумма двух положительных величин положительна (), то есть газ получает теплоту.
-
Верно. На участке объём остаётся постоянным (), следовательно, процесс изохорный. При переходе от к температура уменьшается (), то есть газ охлаждается.
-
Верно. В процессе объём газа увеличивается (), поэтому совершаемая газом работа положительна:
-
Неверно. Участок перпендикулярен оси температуры (), следовательно, процесс является изотермическим сжатием (объём падает от до ), а не изохорным нагреванием.