Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа от объёма
. Количество вещества газа при этом не меняется.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике, и укажите их номера.
1) Абсолютная температура газа максимальна в состоянии 1.
2) В процессе 1-2 абсолютная температура газа изобарно увеличилась в 2 раза.
3) В процессе 2-3 абсолютная температура газа изохорно увеличилась в 1,5 раза.
4) Плотность газа минимальна в состоянии 1.
5) В ходе процесса 1-2-3 средняя квадратическая скорость теплового движения молекул газа увеличивается в 6 раз.
1)
Уравнение состояния газа:
где — количество вещества,
— температура в Кельвинах,
— давление газа,
— объем, занимаемый газом,
— универсальная газовая постоянная. Температура максимальна там, где максимально произведение
, поэтому из графика видно, что
,
2)
Процесс 1-2 — изобарное расширение (). Объем увеличился в 2 раза, то есть температура тоже увеличилась в 2 раза.
3)
Процесс 2-3 — изохорное нагревание. , следовательно
Давление увеличивается в 1,5 раза, то есть температура тоже увеличивается в 1,5 раза.
4)
Плотность равна
где – масса газа,
– его объем.
В точке 1 — объем минимален, следовательно, плотность там максимальна.
5) Кинетическая энергия
Связь с энергией молекулы
Отсюда
Температура в процессе 1-2-3 увеличилась в 3 раза, значит средняя квадратичная скорость увеличилась в раз