В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 моль аргона. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. Атмосферное давление считать постоянным. Масса аргона в цилиндре постоянна. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие изменение состояния аргона:
- При сжатии аргона в цилиндре внешние силы совершают отрицательную работу.
- При медленном повышении температуры давление аргона в сосуде увеличивается.
- При медленном понижении температуры сила давления аргона на поршень не изменяется.
- Если на поршень насыпать некоторое количество песка, то давление аргона после того, как система придёт в равновесие, будет больше первоначального давления.
- При медленном повышении температуры объём, занимаемый аргоном, уменьшается.
(Источник: Демидова М.Ю. ЕГЭ-2026. Физика. Вариант 5)
Решение:
-
Неверно. При сжатии аргона в цилиндре объём газа уменьшается, поэтому работа совершается внешними силами над газом.
-
Неверно. Так как поршень может свободно двигаться без трения, он будет перемещаться до тех пор, пока сила давления гелия не сравняется с суммой силы тяжести поршня и силы атмосферного давления, поэтому при медленном нагревании давление аргона остаётся неизменным.
-
Верно. При медленном охлаждении аргона при возможности движения поршня давление газа не меняется, так как оно определяется весом поршня и атмосферным давлением.
-
Верно. Поскольку сила давления аргона равна сумме силы тяжести поршня и силы атмосферного давления, при насыпании песка на поршень его вес возрастает, из-за чего увеличивается сила давления аргона и, следовательно, его давление.
-
Неверно. При медленном повышении температуры аргона в изобарном процессе объём газа увеличивается, так как для постоянного давления рост температуры сопровождается расширением.