На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа ( — внутренняя энергия газа, — его объём). Используя данные графика, выберите из предложенного перечня все верные утверждения:
-
Концентрация молекул газа в ходе процесса увеличивается.
-
Объём газа в этом процессе остаётся неизменным.
-
Плотность газа в этом процессе уменьшается.
-
Давление газа в ходе процесса остаётся неизменным.
-
Температура газа в ходе процесса повышается.
Цифры в ответе вводить строго в порядке возрастания
Решение:
Внутренняя энергия одноатомного газа определяется формулой . Так как масса газа моль остаётся неизменной, то . Из анализа -диаграммы видно, что процесс начинается из точки , поэтому зависимость имеет вид или, что эквивалентно, .
Подставим это выражение в уравнение состояния идеального газа: то есть давление газа остаётся постоянным.
-
- Концентрация молекул — это число молекул в единице объёма. Поскольку масса газа не меняется, а объём уменьшается, концентрация молекул увеличивается.
-
- Из -диаграммы видно, что объём газа уменьшается.
-
- Плотность — это отношение массы к объёму. При уменьшении объёма и постоянной массе плотность возрастает.
-
- Как показано выше, давление в процессе остаётся постоянным.
-
- По -диаграмме видно, что температура газа уменьшается.