9. Молекулярная физика и термодинамика: анализ физических процессов: Термодинамика: анализ физических процессов

$1.$ Неверно.
Абсолютная температура первого газа:
$$T_1 = 127 + 273 = 400\,\text{K} $$ Температура второго газа $T_2 = 300\,\text{K} .$ Следовательно, $T_1 > T_2 .$

$2.$ Верно.
Используем уравнение Менделеева-Клапейрона:
$$pV = \nu RT $$ Для одинаковых объемов отношение давлений:
$$\frac{p_1}{p_2} = \frac{\nu_1 T_1}{\nu_2 T_2} = \frac{2 \cdot 400}{1 \cdot 300} = \frac{8}{3} > 1 $$ Давление первого газа больше.

$3.$ Верно.
Концентрация молекул:
$$n = \frac{\nu N_A}{V} $$ Поскольку $\nu_1 = 2\nu_2$ и объемы равны, концентрация первого газа больше:
$$n_1 = 2n_2 $$

$4.$ Неверно.
Средняя квадратичная скорость:
$$v_{\text{кв}} = \sqrt{\frac{3RT}{M}} $$ Без знания молярных масс газов сравнение невозможно.

$5.$ Верно.
Средняя кинетическая энергия:
$$E = \frac{3}{2}kT $$ Отношение энергий: $$\frac{E_2}{E_1} = \frac{T_2}{T_1} = \frac{300}{400} = 0.75 $$

$1.$ Верно.
Условие равновесия поршня:
$$pS = p_0S + mg $$ где $p$ — давление гелия, $p_0$ — атмосферное давление, $m$ — масса поршня.
При изменении температуры поршень перемещается, сохраняя баланс сил. Давление $p$ остается постоянным, так как определяется только внешними силами.

$2.$ Неверно.
При добавлении песка масса поршня увеличивается $( m’ > m ).$ Новое равновесное давление:
$$p’S = p_0S + m’g \Rightarrow p’ > p $$ Давление гелия возрастает.

$3.$ Верно.
Давление газа $p$ постоянно, поэтому сила давления $F = pS$ также не изменяется при изменении температуры.

$4.$ Неверно.
По закону Гей-Люссака для изобарного процесса:
$$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} $$ При понижении температуры $( T_2 < T_1 ) $ объем уменьшается $( V_2 < V_1 ).$

$5.$ Верно.
При изотермическом сжатии $( T = \text{const} )$:
Внутренняя энергия не изменяется $( \Delta U = 0 ). $
Над газом совершается работа $( A > 0 ).$
Чтобы температура оставалась постоянной, необходимо отдавать тепло, полученное в результате работы над газом.

$1.$ Неверно.
Кристаллизация происходила при постоянной температуре $232\ °C$ в интервале от $10$ до $30$ минут.
Длительность процесса: $30- 10 = 20$ минут $< 25$ минут.

$2.$ Неверно.
Скорость охлаждения различается:
В жидкой фазе $(250-232\ °C)$: $\Delta T = 18°C$ за $10$ минут
В твердой фазе $(232-216\ °C)$: $\Delta T = 16°C$ за $10$ минут
Разная скорость изменения температуры при одинаковой мощности теплоотвода свидетельствует о разной теплоемкости.

$3.$ Верно.
Плато на графике при $232\ °C$ соответствует температуре плавления/кристаллизации.

$4.$ Верно.
При $30$ минутах температура $230\ °C < 232\ °C$ — вещество полностью кристаллизовано.

$5.$ Неверно.
В момент $20$ минут температура еще $232\ °C$ — идет процесс кристаллизации (сосуществование фаз).

$1.$ 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).

$1.$ Неверно.
Процесс $1-2$ на $p-T$ диаграмме представляет собой прямую, проходящую через начало координат. Это соответствует изохорному процессу $( V = const ). $
Из уравнения состояния:
$$pV = \nu RT \Rightarrow V = \frac{\nu RT}{p}$$ Поскольку отношение $\frac{T}{p}$ постоянно, объем не изменяется.

$2.$ Верно.
Процесс $2-3$ на $p-T$ диаграмме — горизонтальная линия $( T = const ).$ Это изотермическое расширение (давление уменьшается, объем увеличивается).
Работа газа:
$$A = \nu RT \ln \left( \frac{V_3}{V_2} \right) > 0$$

$3.$ Неверно.
Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры:
$$U = \frac{3}{2} \nu RT $$
В изотермическом процессе $2-3$ $( T = const )$ внутренняя энергия не изменяется.

$4.$ Неверно.
Процесс $1-2$ — изохорный нагрев $( V = const ,\ T$ увеличивается$).$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U + A = \Delta U > 0 $$ Газ получает тепло, а не отдает.

$5.$ Верно.
Концентрация молекул:
$$n = \frac{N}{V} $$ В процессе $1-2$ объем постоянен, следовательно, концентрация не изменяется.

$1.$ Неверно.
Участок $1–2$ представляет собой изотермический процесс $( T = const ).$ Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры:
$$U = \frac{3}{2}\nu RT $$ Следовательно, $\Delta U = 0 .$

$2.$ Неверно.
Участок $2–3$ — изохорный процесс $( V = const ).$ Работа газа равна нулю:
$$A = p\Delta V = 0 $$

$3.$ Верно.
Участок $3–4$ — изотермическое сжатие $( T = const ,\ V$ уменьшается$). $ Из уравнения состояния:
$$pV = \nu RT = const \Rightarrow p \sim \frac{1}{V} $$ При уменьшении объема давление увеличивается.

$4.$ Верно.
На участке $2–3$ $( V = const )$:
Работа $A = 0 ,$
Температура увеличивается $( \Delta U > 0 ). $
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U > 0 $$
Газ получил теплоту.

$5.$ Неверно.
Внутренняя энергия пропорциональна температуре:
$$U \sim T $$ Температура в состоянии $1$ ниже, чем в состоянии $3,$ следовательно:
$$U_1 < U_3 $$

$1.$ Неверно.
Анализ цикла:
$AB$ и $CD$ — изохоры $( A=0 )$
$BC$ — изотермическое расширение $ ( A_{BC}>0 )
$DA$ — изотермическое сжатие $ ( A_{DA}<0 )$ Так как $|A_{BC}|>|A_{DA}| ,$ суммарная работа цикла положительна:
$$A_{\text{цикла}}=A_{BC}+A_{DA}>0$$

$2.$ Верно.
Процесс $AB$ — изохорный нагрев:
$$\Delta U>0,\ A=0\ \Rightarrow\ Q=\Delta U>0$$

$3.$ Верно.
Процесс $BC$ — изотермический:
$$\Delta U=0\ \text{(для идеального газа)}$$

$4.$ Неверно.
Процесс $DA$ — изотермическое сжатие (объем уменьшается).

$5.$ Неверно.
Процесс $CD$ — изохорный $( A=0 ).$

$1.$ Неверно.
Концентрация молекул: $n = \frac{N}{V}$
В точке $B$ объем максимален $\Rightarrow$ концентрация минимальна.

$2.$ Верно.
Процесс $AB$ — изобарное расширение $( p = const,\ V \uparrow ,\ T \uparrow )$:
Работа газа: $A = p\Delta V > 0$
Изменение внутренней энергии: $\Delta U = \frac{3}{2}\nu R\Delta T > 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U + A > 0$$

$3.$ Верно.
Процесс $BC$ — изотермический $(T = const )$:
Для идеального газа: $\Delta U = 0$

$4.$ Неверно.
Процесс $CD$ — изобарное сжатие $(p = const,\ V \downarrow )$:
Работа газа: $$A = p\Delta V < 0$$

$5.$ Неверно.
Процесс $DA$ — изохорное охлаждение $( V = const,\ T \downarrow )$:
По закону Шарля: $\frac{p}{T} = const \Rightarrow p \downarrow$

$1.$ Неверно.
Используем уравнение Менделеева-Клапейрона для точки $2$ (максимальная температура):
$$\nu = \frac{p_2V_2}{RT_2} = \frac{200 \cdot 10^3 \cdot 8 \cdot 10^{-3}}{8.31 \cdot 400} \approx 0.48\,\text{моль} < 0.5\,\text{моль}$$

$2.$ Верно.
Работа на участке $1-2$ (изобарное расширение):
$$A_{1-2} = p\Delta V = 200 \cdot 10^3 \cdot (8-6) \cdot 10^{-3} = 400\,\text{Дж}$$

$3.$ Неверно.
Работа на участке $3-4$ (изобарное сжатие):
$$A_{3-4} = 100 \cdot 10^3 \cdot (8-6) \cdot 10^{-3} = 200\,\text{Дж}$$

$4.$ Верно.
Участок $2-3$ — изохорное охлаждение $( V = const ,\ p \downarrow ,\ T \downarrow )$:
$A = 0$
$\Delta U < 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U < 0$$ Газ отдает теплоту.

$5.$ Неверно.
Минимальная температура в точке $4$:
$$\frac{p_4V_4}{T_4} = \frac{p_2V_2}{T_2} \Rightarrow T_4 = \frac{100 \cdot 6 \cdot 400}{200 \cdot 8} = 150\,\text{К}$$

$1.$ Неверно.
Процесс $1-2$ — расширение $( V \uparrow ),$ работа газа положительна:
$$A = p\Delta V > 0$$

$2.$ Неверно.
Процесс $2-3$ — изохорное охлаждение $( V = const ,\ p \downarrow )$:
$A = 0$
$\Delta U < 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U < 0$$Газ отдает теплоту.

$3.$ Верно.
Процесс $3-4$ — изобарное сжатие $( p = const ,\ V \downarrow )$:
$A < 0$
$\Delta U < 0$
$$Q = A + \Delta U < 0$$ Газ отдает теплоту.

$4.$ Неверно.
Внутренняя энергия изменяется:
$$\Delta U = \frac{3}{2}\nu R\Delta T \neq 0$$

$5.$ Верно.
Работы процессов:
$$A_{1-2} = p_1(V_2-V_1) = 4\,\text{атм} \cdot 4\,\text{л} = 16\,\text{л}\cdot\text{атм}$$
$$|A_{3-4}| = p_3(V_3-V_4) = 2\,\text{атм} \cdot 5\,\text{л} = 10\,\text{л}\cdot\text{атм}$$
Отношение:
$$\frac{A_{1-2}}{|A_{3-4}|} = \frac{16}{10} = 1.6$$

$1.$ Верно.
На графике горизонтальный участок при $40\,^\circ\text{C}$ соответствует плавлению, где температура остается постоянной.

$2.$ Неверно.
Внутренняя энергия увеличивается на всех этапах нагрева, включая плавление (участок $1–2$), поэтому максимальна в конечном состоянии.

$3.$ Верно.
Разница по оси $Q$ между точками $1$ и $2$ составляет $40\,\text{Дж}$ — это теплота плавления:
$$Q = \lambda m = 40\,\text{Дж}$$

$4.$ Неверно.
Участок $2–3$ показывает нагрев жидкости (температура растет), а не парообразование (которое сопровождалось бы горизонтальным участком).

$5.$ Неверно.
Углы наклона графиков на участках $0–1$ (твердая фаза) и $2–3$ (жидкая фаза) одинаковы. Поскольку:
$$Q = cm\Delta T \Rightarrow \tan\alpha = \frac{1}{cm}$$ одинаковые наклоны свидетельствуют о равных теплоемкостях.

$1.$ Верно.
Состояние $2$ соответствует концу горизонтального участка графика (плавление завершено).

$2.$ Неверно.
На участке $0–1$:
Температура растет $( \Delta t = 40\,^\circ\text{C} ) $
Вещество получает теплоту $( Q = 40\,\text{кДж} )$
Внутренняя энергия увеличивается:
$$\Delta U = Q- A = Q > 0$$

$3.$ Верно.
Теплота плавления (горизонтальный участок $1–2$):
$$Q_{\text{пл}} = 40\,\text{кДж}$$

$4.$ Неверно.
Удельная теплоемкость:
$$c = \frac{Q}{m\Delta t}$$ Для участков:
$0–1$ (твердое): $$c_{\text{тв}} = \frac{40\,\text{кДж}}{m \cdot 40\,^\circ\text{C}}$$
$ 2–3$ (жидкое): $$c_{\text{ж}} = \frac{100\,\text{кДж}}{m \cdot 40\,^\circ\text{C}}$$
Следовательно: $c_{\text{ж}} > c_{\text{тв}}$

$5.$ Верно.
Горизонтальный участок при $40\,^\circ\text{C}$ соответствует температуре плавления.

$1.$ Верно.
Горизонтальный участок графика при $50\,^\circ\text{C}$ соответствует температуре плавления.

$2.$ Неверно.
Теплота плавления (длина горизонтального участка):
$$Q_{\text{пл}} = 80\,\text{кДж}- 40\,\text{кДж} = 40\,\text{кДж}$$

$3.$ Неверно.
Плавление завершается при $80\,\text{кДж}$ (конец горизонтального участка).

$4.$ Верно.
Нагрев в жидкой фазе:
$$Q = 100\,\text{кДж}- 80\,\text{кДж} = 20\,\text{кДж}$$
соответствует изменению температуры от $60\,^\circ\text{C}$ до $80\,^\circ\text{C} .$

$5.$ Неверно.
Удельные теплоемкости:
$$c_{\text{тв}} = \frac{40\,\text{кДж}}{m \cdot 50\,^\circ\text{C}}$$ $$c_{\text{ж}} = \frac{40\,\text{кДж}}{m \cdot 30\,^\circ\text{C}}$$ Следовательно: $c_{\text{ж}} > c_{\text{тв}}$

$1.$ Верно.
Процесс $CD$:
Линия параллельна оси $T$ $→$ $p = const$
Температура уменьшается $→$ охлаждение
Из уравнения состояния:
$$\frac{pV}{T} = const \Rightarrow V = const$$ Следовательно, процесс изохорный.

$2.$ Верно.
Процесс $AB$:
Изохора $( V = const ) $
Температура растет $ ( \Delta U > 0 ) $
Работа $A = 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U > 0$$

$3.$ Неверно.
Процесс $BC$:
Изобара $( p = const ) $
Температура растет $( \Delta U > 0 ) $
Объем увеличивается $( A > 0 ) $
$$Q = \Delta U + A > 0$$ Газ получает теплоту.

$4.$ Верно.
Процесс $DA$:
Изотерма $( T = const ) $
Давление растет $→$ объем уменьшается.

$5.$ Неверно.
Процесс $BC$:
Изобарное расширение $ ( V \uparrow ) $
Плотность:
$$\rho = \frac{m}{V} \downarrow$$

$1.$ Верно.
Теплота плавления:
$$\lambda = \frac{Q_{\text{пл}}}{m}$$ Для первого тела: $Q_{\text{пл1}} = 60\,\text{кДж}$
Для второго тела: $Q_{\text{пл2}} = 30\,\text{кДж}$
Следовательно: $\lambda_1 > \lambda_2.$

$2.$ Верно.
Удельная теплоемкость:
$$c = \frac{Q}{m\Delta t}$$ Для второго тела:
В твердом состоянии: $\Delta t_{\text{тв}} = 60\,^\circ\text{C}$
В жидком состоянии: $\Delta t_{\text{ж}} = 30\,^\circ\text{C}$
При одинаковом $Q$: $c_{\text{тв2}} < c_{\text{ж2}}$

$3.$ Неверно.
Из графика видно разное поведение при нагреве, поэтому утверждение неверно.

$4.$ Неверно.
Для первого тела:
$$c_1 = \frac{30}{m \cdot 60} = \frac{0.5}{m}$$ Для второго тела:
$$c_2 = \frac{30}{m \cdot 60} = \frac{0.5}{m}$$ Отношение: $\frac{c_2}{c_1} = 1$

$5.$ Верно.
Температуры плавления:
$$t_{\text{пл1}} = 60\,^\circ\text{C}, t_{\text{пл2}} = 120\,^\circ\text{C}$$ $$\frac{t_{\text{пл2}}}{t_{\text{пл1}}} = 2$$

$1.$ Верно.
Теплота кристаллизации (равная теплоте плавления):
$$\lambda = \frac{Q_{\text{крист}}}{m}$$ Для первого тела: $Q_{\text{крист1}} = 50\,\text{кДж}$
Для второго тела: $Q_{\text{крист2}} = 40\,\text{кДж}$
Отношение: $\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{50}{40} = 1.25$

$2.$ Верно.
Для второго тела:
В жидком состоянии: $Q = 30\,\text{кДж}$, $\Delta t = 30\,^\circ\text{C}$
$$c_{\text{ж2}} = \frac{30}{m \cdot 30} = \frac{1}{m}$$ В твердом состоянии: $Q = 20\,\text{кДж}$, $\Delta t = 30\,^\circ\text{C}$
$$c_{\text{тв2}} = \frac{20}{m \cdot 30} = \frac{2}{3m}$$ Следовательно: $c_{\text{тв2}} < c_{\text{ж2}}$

$3.$ Неверно.
В жидком состоянии:
Первое тело: $Q = 40\,\text{кДж}$, $\Delta t = 20\,^\circ\text{C}$
$$c_{\text{ж1}} = \frac{40}{m \cdot 20} = \frac{2}{m}$$ Второе тело: $c_{\text{ж2}} = \frac{1}{m}$
Значения различны.

$4.$ Неверно.
Для первого тела:
В твердом состоянии: $Q = 30\,\text{кДж}$, $\Delta t = 30\,^\circ\text{C}$
$$c_{\text{тв1}} = \frac{30}{m \cdot 30} = \frac{1}{m}$$ В жидком состоянии: $c_{\text{ж1}} = \frac{2}{m}$
Отношение: $\frac{c_{\text{ж1}}}{c_{\text{тв1}}} = 2$ $($а не $\frac{1}{2} )$

$5.$ Неверно.
Температуры кристаллизации:
$$t_{\text{крист1}} = 80\,^\circ\text{C}$$ $$t_{\text{крист2}} = 60\,^\circ\text{C}$$ Следовательно, у первого тела температура плавления выше.

$1.$ Неверно.
Процесс $2$ — изобарное расширение $ ( p = const$, $V \uparrow ).$ По закону Гей-Люссака:
$$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$ При увеличении объема в $2$ раза температура также увеличивается в $2$ раза.

$2.$ Верно.
Процесс $1$ — изобарное расширение $ ( p = const )$:
$$\rho = \frac{m}{V}$$ При увеличении объема в $5$ раз плотность уменьшается в $5$ раз.

$3.$ Неверно.
График показывает, что в процессе $1$ объем увеличился в $5$ раз $( V_2 = 5V_1 ).$

$4.$ Неверно.
Концентрация молекул:
$$n = \frac{N}{V}$$ В процессе $2$ объем увеличился в $2$ раза $→$ концентрация уменьшилась в $2$ раза.

$5.$ Верно.
Работа газа равна площади под графиком:
$$A_1 = p_1(V_2- V_1) = 2\,\text{атм} \cdot (5- 1)\,\text{л} = 8$$ $$A_2 = p_2(V_2′- V_1′) = 4\,\text{атм} \cdot (2- 1)\,\text{л} = 4$$ После перевода в одинаковые единицы $(1\ л·атм ≈ 101.3\ Дж)$:
$$A_1 ≈ A_2 ≈ 810\,\text{Дж}$$

$1.$ Верно.
Процесс $DA$: график — прямая, проходящая через начало координат ($V \sim T$).
Из уравнения состояния:
$$pV = \nu RT \Rightarrow p = \frac{\nu R}{V}T$$ При $V \sim T$ давление $p$ постоянно $→$ изобарный процесс.
Объем увеличивается $ →$ расширение.

$2.$ Верно.
Для изобарного расширения $( DA )$:
Работа газа: $A = p\Delta V > 0$
Изменение внутренней энергии: $\Delta U = \frac{3}{2}\nu R\Delta T > 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U + A > 0$$

$3.$ Неверно.
Процесс $CD$: $V = const$ (вертикальная линия) $→$ изохорный процесс, а не изотермический.

$4.$ Верно.
В процессе $DA$ $( p = const$, $V \uparrow )$:
$$A = p(V_D- V_A) > 0$$

$5.$ Неверно.
Процесс $BC$: $T = const$ (горизонтальная линия) $→$ изотермический процесс, при этом объем уменьшается $→$ сжатие.

$1.$ Неверно.
Теплота кристаллизации (равная теплоте плавления):
$$\lambda = \frac{Q_{\text{крист}}}{m}$$ Для первого тела: $Q_{\text{крист1}} = 40\,\text{кДж}$
Для второго тела: $Q_{\text{крист2}} = 80\,\text{кДж}$
Отношение: $\frac{\lambda_2}{\lambda_1} = \frac{80}{40} = 2$
Следовательно, у второго тела удельная теплота плавления в $2$ раза больше.

$2.$ Верно.
Температуры кристаллизации:
$$t_{\text{крист1}} = 80\,^\circ\text{C}$$ $$t_{\text{крист2}} = 120\,^\circ\text{C}$$
Отношение: $\frac{120}{80} = 1.5$

$3.$ Неверно.
В твердом состоянии $( \Delta t = 40\,^\circ\text{C} )$:
Для первого тела: $Q_1 = 60\,\text{кДж}$
$$c_{\text{тв1}} = \frac{60}{m \cdot 40} = \frac{1.5}{m}$$ Для второго тела: $Q_2 = 40\,\text{кДж}$
$$c_{\text{тв2}} = \frac{40}{m \cdot 40} = \frac{1}{m}$$ Следовательно: $c_{\text{тв2}} < c_{\text{тв1}}$

$4.$ Верно.
Сравниваем:
Первое тело в твердом состоянии: $c_{\text{тв1}} = \frac{1.5}{m}$
Второе тело в жидком состоянии: $Q = 60\,\text{кДж}$, $\Delta t = 40\,^\circ\text{C}$
$$c_{\text{ж2}} = \frac{60}{m \cdot 40} = \frac{1.5}{m}$$ Значения равны.

$5.$ Неверно.
В жидком состоянии $( \Delta t = 40\,^\circ\text{C} )$:
Для первого тела: $Q_1 = 40\,\text{кДж}$
$$c_{\text{ж1}} = \frac{40}{m \cdot 40} = \frac{1}{m}$$ Для второго тела: $c_{\text{ж2}} = \frac{1.5}{m}$
Отношение: $\frac{c_{\text{ж2}}}{c_{\text{ж1}}} = 1.5$

$1.$ Верно.
Для одноатомного идеального газа:
$$U = \frac{3}{2}pV$$
В процессе $1-2$ $( p = const )$:
$$\frac{U_2}{U_1} = \frac{V_2}{V_1} = \frac{5}{1} = 5$$

$2.$ Верно.
Процесс $3-4$ — изобарный:
$$\frac{T_4}{T_3} = \frac{V_4}{V_3} = \frac{3}{1} = 3$$

$3.$ Неверно.
Сравнение состояний $2$ и $3$:
$$\frac{T_2}{T_3} = \frac{p_2V_2}{p_3V_3} = \frac{0.5 \cdot 5}{1 \cdot 1} = 2.5$$

$4.$ Неверно.
Работы процессов:
$$A_{1-2} = p_1(V_2- V_1) = 0.5 \cdot 10^5 \cdot 4 \cdot 10^{-3} = 200\,\text{Дж}$$ $$A_{3-4} = p_3(V_4- V_3) = 1 \cdot 10^5 \cdot 2 \cdot 10^{-3} = 200\,\text{Дж}$$
Работы равны.

$5.$ Неверно.
Работа $A_{1-2} = 200\,\text{Дж} .$