Решение: Процесс идеального газа
При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул $n$ пропорциональна давлению $p$ (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной.
Решение по шагам
4 шагаДля идеального газа выполняется основное уравнение молекулярно-кинетической теории:
$$p = nkT$$По графику при переходе из состояния 1 в состояние 2 давление и концентрация уменьшаются пропорционально, поэтому отношение $p/n$ остаётся постоянным.
$$\frac{p}{n} = kT = \mathrm{const}$$Следовательно, абсолютная температура постоянна. Средняя кинетическая энергия молекул и среднеквадратичная скорость также не изменяются.
Концентрация молекул определяется как $n = N/V$. При постоянной массе число молекул $N$ постоянно, поэтому уменьшение $n$ означает увеличение объёма $V$. Процесс является изотермическим расширением.
Где здесь ошибаются
Считать, что уменьшение давления обязательно означает уменьшение температуры.
Забыть, что при постоянной массе уменьшение концентрации означает увеличение объёма.
Выбрать утверждение о неизменной плотности, хотя плотность пропорциональна концентрации молекул.