одним молем гелия проводят процесс 1-2-3, который изображен на VT-диаграмме (Т абсолютная температура гелия, V - его объем). Выберите все верные утверждения о происходивших в…
Одним молем гелия проводят процесс 1-2-3, который изображен на VT-диаграмме (Т абсолютная температура гелия, V - его объем). Выберите все верные утверждения о происходивших в системе процессах и о состояниях гелия. 1. В процессе 1-2 гелий совершил положительную работу. 2. Внутренняя энергия гелия в состояниях 1 и 3 отличается в 2 раза. 3. В процессе 2-3 гелий получил количество теплоты. 4. В процессе 2-3 концентрация гелия увеличивалась. 5. В состояниях 1 и 2 плотность гелия одинаковая.
Давайте проанализируем каждое из утверждений по отдельности на основе термодинамических принципов.
В процессе 1-2 гелий совершил положительную работу.
- Для того чтобы работа была положительной, объем газа должен увеличиваться при постоянной температуре (что соответствует процессу изобарного расширения) или снижаться при уменьшении давления. Нужно узнать, увеличивается ли объем при движении от состояния 1 к состоянию 2 (что, вероятно, возможно). Если объем увеличивается, то утверждение верное.
Внутренняя энергия гелия в состояниях 1 и 3 отличается в 2 раза.
- Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Если температура в состоянии 1 равна \(T_1\), а в состоянии 3 – \(T_3\), то разница внутренней энергии зависит от разницы температур, а не от соотношения 2:1. Это утверждение скорее всего неверно без дополнительных данных о температурах.
В процессе 2-3 гелий получил количество теплоты.
- Если процесс 2-3 является изотерапическим (температура остается постоянной), то при увеличении объема гелий, вероятно, поглощает теплоту. Если V увеличивается и T остается постоянной, то это утверждение может быть верным.
В процессе 2-3 концентрация гелия увеличивалась.
- Если объем газа увеличивается при постоянном количестве молей, тогда концентрация (количество частиц на единицу объема) должна уменьшаться. Это утверждение неверно.
В состояниях 1 и 2 плотность гелия одинаковая.
- Плотность газа определяется как масса на объем. Если температура и давление различаются, то различия в плотности вполне возможны. Утверждение может быть неверным в общем случае.
На основании анализа, верными могут быть следующие утверждения:
- 1: возможно верно, если объем увеличивается.
- 3: возможно верно, если условия процесса соответствуют поглощению тепла.
Остальные утверждения (2, 4 и 5) скорее всего неверны без дополнительных данных о температурах и объемах.
