Термодинамика

Рассмотрим процесс 1-2. Как видно из графика температура в процессе остаётся неизменной, следовательно процесс является изотермическим, значит справедливо соотношение $pV=const$, и так как объём газа уменьшается, то давление должно увеличиватся.
Теперь рассмотрим процесс 2-3. Как видно из графика объём газа прямопрапорционален температуре, т.е. $\frac{V}{T}=const$, следовательно процесс является изобарным, значит давление газа остаётся неизменным.
В конце рассмотрим процесс 3-4. Как видно по графику объём газа остается неизменным, следовательно справедливо соотношение $\frac{p}{T}=const$, и так как температура газа растёт, то давление газа тоже должно расти.

Рассмотрим процесс 1-2. Как видно из графика давление прямопрапорционально температуре, следовательно справедливо соотношение $\frac{p}{T}=const$, следовательно процесс 1-2 является изохорным, следовательно объём газа остаётся неизменным. И так как температура в ходе этого процесс растёт, и внутреннюю энергию можно вычислить по формуле $U=\frac{3}{2}\nu RT$, то внутренняя энергия тоже увеличивается.
Теперь рассмотрим процесс 2-3. Как видно из графика давление газа остаётся неизменным, значит процесс является изобарным, а значит справедливо соотношение $\frac{V}{T}=const$, и так как температура газа растёт, то и объём газа тоже увеличивается. И так как температура в ходе этого процесс растёт, и внутреннюю энергию можно вычислить по формуле $U=\frac{3}{2}\nu RT$, следовательно внутренняя энергия увеличивается.
В конце рассмотрим процесс 3-4. Как видно из графика температура остаётся неизменной, то есть процесс является изотермическим, следовательно справедливо соотношение $pV=const$, и так как давление растёт, то объём газа должен уменьшится. И так как температура в ходе этого процесс не меняется, и внутреннюю энергию можно вычислить по формуле $U=\frac{3}{2}\nu RT$, следовательно внутренняя энергия не изменится.

1. Приведём рисунок:

1. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа пропорциональна абсолютной температуре: $$U = \frac{3}{2} \nu RT.$$ На участке $1 \to 2$ температура газа пропорциональна давлению, процесс происходит при постоянном количестве вещества и постоянном объёме (изохорный нагрев). Согласно уравнению Клапейрона–Менделеева ($pV = \nu RT$), при этом объём не изменяется, а давление увеличивается в 2 раза. В координатах $p$–$V$ график этого участка — вертикальный отрезок.

2. На участке $2 \to 3$ $U$ не изменяется, температура газа постоянна: происходит изотермическое сжатие. В этом процессе объём уменьшается в 2 раза, а давление при этом возрастает в 2 раза, так как $pV = \text{const}$ (изотерма). В координатах $p$–$V$ график этого участка является ветвью гиперболы.

1.  Ответ: масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.

2.  Вода и водяной пар находятся в закрытом сосуде длительное время, поэтому водяной пар является насыщенным.

3.  При выдвигании поршня пар изотермически расширяется. Давление и плотность насыщенного пара в этом процессе не меняются. Следовательно, для пополнения количества вещества пара будет происходить испарение жидкости. Значит, масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.

1.  Когда лучи Солнца нагревают за счет поглощения света влажную землю и воздух около нее, из земли и растений активно испаряется вода, и более легкий нагретый за счет конвекции воздух с парами воды из-⁠за действия выталкивающей силы Архимеда поднимается вверх, образуя восходящие потоки.

2.  В процессе подъема давление воздуха падает, а теплообмена с окружающими телами практически нет. Поэтому процесс изменения состояния влажного воздуха близок к адиабатному, и его температура падает, а относительная влажность растет.

3.  На определенной высоте, в момент достижения «точки росы», пары воды становятся насыщенными и конденсируются в капли  — образуется туман, то есть облака. Туман с восходящим потоком воздуха продолжает подниматься и охлаждаться, так что мы наблюдаем образование кучевых облаков с четкой нижней кромкой.