Решение: Первый закон термодинамики
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: $1\text{–}2$ и $3\text{–}4$, каждый из которых совершает 1 моль разреженного аргона. Графики построены в координатах $p\text{–}T$ и $V\text{–}T$, где $p$ — давление, $V$ — объём и $T$ — абсолютная температура газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы.
Решение по шагам
6 шаговНа графике А процесс $1\text{–}2$ изображён в координатах $p\text{–}T$ вертикальным отрезком. Температура постоянна, а давление уменьшается. Из уравнения состояния идеального газа следует, что объём увеличивается.
$$T=\mathrm{const},\quad V_2>V_1$$При расширении газ совершает положительную работу. Так как температура постоянна, внутренняя энергия одноатомного идеального газа не изменяется. По первому закону термодинамики газ получает тепло.
$$\Delta U=0,\quad A>0,\quad Q=\Delta U+A>0$$Следовательно, графику А соответствует утверждение 3.
На графике Б процесс $3\text{–}4$ изображён в координатах $V\text{–}T$ горизонтальным отрезком. Объём постоянен, а температура уменьшается.
$$V=\mathrm{const},\quad T_4<T_3$$При постоянном объёме работа газа равна нулю. Уменьшение температуры приводит к уменьшению внутренней энергии, поэтому газ отдаёт тепло.
$$A=0,\quad \Delta U<0,\quad Q=\Delta U<0$$Следовательно, графику Б соответствует утверждение 2.
А — 3, Б — 2; 32
Где здесь ошибаются
Путать работу газа с работой, совершённой над газом.
Считать, что при постоянной температуре изменяется внутренняя энергия идеального газа.
Не учитывать, что при постоянном объёме работа газа равна нулю.