Решение: Процессы аргона на pV-диаграмме
На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного аргона ($p$ — давление аргона; $V$ — его объём). Выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на рисунке.
Решение по шагам
4 шагаВ обоих процессах количество газа постоянно. Поэтому концентрация молекул и плотность обратно пропорциональны объёму: $n_\text{к}=N/V$, $\rho=m/V$.
В процессе 1 объём увеличивается в 3 раза, поэтому концентрация уменьшается в 3 раза, а плотность также уменьшается в 3 раза. Утверждение 2 верно, утверждение 1 неверно.
Процесс 2 является изобарным. По закону Гей-Люссака $V/T=\mathrm{const}$, поэтому при увеличении объёма в 1,5 раза абсолютная температура также увеличивается в 1,5 раза. Утверждение 3 верно, утверждение 4 неверно.
Работа газа равна площади прямоугольника под горизонтальным участком на $pV$-диаграмме: $A=p\Delta V$. В процессе 2 давление выше, и произведение $p\Delta V$ больше, чем в процессе 1, поэтому утверждение 5 неверно.
Где здесь ошибаются
Считать, что при изобарном расширении температура уменьшается.
Путать плотность с массой: масса газа постоянна, а плотность изменяется обратно пропорционально объёму.
Сравнивать работы только по изменению объёма, не учитывая давление.