Задание №95815. В ходе эксперимента изучали изопроцессы, происходящие с

Задание №95815 ЕГЭ Физике

Условие задания #95815

В ходе эксперимента изучали изопроцессы, происходящие с постоянной массой разреженного неона. Сначала неон изотермически расширялся, а затем – изохорно охлаждался.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, в которых участвовал неон.
1) Концентрация неона в ходе эксперимента сначала уменьшалась, а затем увеличивалась.
2) Сначала неон совершал положительную работу, а во второй части эксперимента работа неона стала равной нулю.
3) Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул неона в ходе эксперимента уменьшилась.
4) Давление неона на протяжении эксперимента монотонно увеличивалось.
5) Внутренняя энергия неона уменьшалась на протяжении всего эксперимента.

Ответ

Ответ:

Решение

1) Неверно
Концентрация неона равна:

N n = V-

В процессе эксперимента неон расширялся, то есть увеличивался объём, следовательно, концентрация неона уменьшилась.
Затем был изохорный процесс – процесс при постоянном объёме.

2) Верно
Работа газа зависит от $ΔV$ .
Сначала газ расширялся $ΔV > 0$ , а значит работа газа была положительной.
Во второй части эксперимента $ΔV = 0$ , а значит и работа газа равна нулю.

3) Верно
Средняя кинетическая энергия хаотического движения рассчитывается по следующей формуле:

Ek = 3kT 2

Заметим, что энергия зависит только от абсолютной температуры. Рассмотрим процессы.
В первой половине эксперимента процесс - изотермический, а значит температура не изменялась.
Во второй половине эксперимента газ охлаждался, а значит температура уменьшилась.
Таким образом получаем, что конечная температура газа в ходе эксперимента меньше начальной, а значит аналогично ведет себя энергия хаотического движения.

4) Неверно
Для изотермического процесса справедлив закон Бойля-Мариотта: