9. Молекулярная физика и термодинамика: анализ физических процессов: #203479
На $pT$ — диаграмме представлен циклический процесс $ABCDA ,$ совершаемый одноатомным идеальным газом постоянного количества вещества.
Из предложенных утверждений выберите все верные, характеризующие процессы на графике.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1.$ Газ за цикл совершает положительную работу.
$2.$ В процессе $AB$ газ получает положительное количество теплоты.
$3.$ В процессе $BC$ внутренняя энергия газа уменьшается.
$4.$ В процессе $CD$ внешние силы совершают работу над газом.
$5.$ В процессе $DA$ газ изотермически расширяется.
$1.$ Верно.
Анализ цикла:
$AB$ и $CD$ — изохоры $( V = const ,\ A = 0 ) $
$BC$ — изотермическое расширение $( A_{BC} > 0 ) $
$DA$ — изотермическое сжатие $( A_{DA} < 0 ) $ Так как $|A_{BC}| > |A_{DA}|$ (расширение при более высокой температуре), суммарная работа цикла положительна:
$$A_{\text{цикла}} = A_{BC} + A_{DA} > 0$$
$2.$ Верно.
Процесс $AB$ — изохорный нагрев:
$\Delta U > 0$ (температура растет)
$A = 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U > 0$$
$3.$ Неверно.
Процесс $BC$ — изотермический $( T = const ).$ Для идеального газа:
$$\Delta U = 0$$
$4.$ Неверно.
Процесс $CD$ — изохорный $( V = const ).$ Работа равна нулю:
$$A = 0$$
$5.$ Неверно.
Процесс $DA$ — изотермическое сжатие (объем уменьшается).