На рисунке показана зависимость давления газа p от его плотности ρ в циклическом процессе, совершаемом 2 моль идеального газа в идеальном тепловом двигателе. Цикл состоит из двух отрезков прямых и четверти окружности. На основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения:

1. В процессе 1−2 температура газа уменьшается.
2. В состоянии 3 температура газа максимальна.
3. В процессе 2−3 объём газа уменьшается.
4. Отношение максимальной температуры к минимальной температуре в цикле равно 8.
5. Работа газа в процессе 3−1 положительна.

Физика 11 класс Термодинамика давление газа плотность газа Идеальный газ Тепловой двигатель циклический процесс температура газа работа газа Объём газа термодинамика физика газа Новый

Для того чтобы ответить на вопрос, давайте проанализируем каждый из предложенных утверждений, основываясь на свойствах идеального газа и циклических процессах.

1. В процессе 1−2 температура газа уменьшается.

• Чтобы определить, уменьшается ли температура, нужно понять, что происходит с давлением и объемом газа в этом процессе. Если давление при постоянном количестве вещества уменьшается, то, согласно уравнению состояния идеального газа (PV=nRT), при уменьшении давления и постоянном количестве газа температура тоже должна уменьшаться. Таким образом, это утверждение может быть верным, но необходимо уточнить, как именно ведет себя объем.

2. В состоянии 3 температура газа максимальна.

• В циклическом процессе максимальная температура обычно достигается в точке, где давление и объем максимальны. Если состояние 3 действительно соответствует такому положению, то это утверждение верно.

3. В процессе 2−3 объем газа уменьшается.

• Если в процессе 2−3 происходит переход от состояния с меньшим давлением к состоянию с большим давлением (при условии, что количество вещества остается постоянным), то объем газа должен уменьшаться. Это утверждение может быть верным, но зависит от конкретной формы графика.

4. Отношение максимальной температуры к минимальной температуре в цикле равно 8.

• Это утверждение требует конкретных значений температур для проверки. Если в процессе действительно наблюдается такое соотношение, то оно может быть верным, но без данных мы не можем это подтвердить.

5. Работа газа в процессе 3−1 положительна.

• Работа газа в цикле определяется площадью, заключенной между графиком процесса и осью давления. Если процесс 3−1 происходит по замкнутому циклу, и площадь под графиком (где давление положительное) больше, чем площадь над графиком, то работа будет положительной. Это утверждение может быть верным.

Теперь давайте подытожим:

• Утверждение 1 может быть верным, но требует уточнения.
• Утверждение 2, скорее всего, верно, если состояние 3 действительно соответствует максимальной температуре.
• Утверждение 3 может быть верным, но зависит от характеристик процесса.
• Утверждение 4 требует конкретных данных для проверки.
• Утверждение 5 может быть верным, если работа газа действительно положительна.

На основании этого анализа, верными могут быть утверждения 2 и 5.