Решение: Процессы идеального газа
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1–2 и 3–4, в каждом из которых участвует 1 моль разреженного гелия. Графики построены в координатах $p$–$T$ и $V$–$T$, где $p$ — давление, $V$ — объём и $T$ — абсолютная температура газа.
Решение по шагам
6 шаговНа графике А изображён процесс при постоянном объёме: прямая на $p$–$T$ диаграмме соответствует $p \sim T$. При переходе от состояния 1 к состоянию 2 температура уменьшается.
$$V=\mathrm{const},\quad T_2<T_1$$При постоянном объёме работа газа равна нулю. Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры, поэтому при уменьшении температуры она уменьшается.
$$A=0,\quad \Delta U<0$$Процесс А соответствует утверждению 2.
На графике Б изображён процесс при постоянной температуре: вертикальный отрезок на $V$–$T$ диаграмме означает $T=\mathrm{const}$. При переходе от состояния 3 к состоянию 4 объём увеличивается, поэтому газ совершает положительную работу.
$$T=\mathrm{const},\quad V_4>V_3,\quad A>0$$Так как температура постоянна, внутренняя энергия идеального газа не изменяется. По первому закону термодинамики газ получает положительное количество теплоты.
$$\Delta U=0,\quad Q=A>0$$Процесс Б соответствует утверждению 4.
Где здесь ошибаются
Путать работу газа с работой над газом.
Считать, что при постоянной температуре внутренняя энергия идеального газа изменяется.
Не учитывать направление стрелки на графике.