1 моль одноатомного идеального газа совершает цикл 1–2–3–1, при котором давление p газа изменяется с изменением плотности
газа так, как показано на рисунке. Значения плотности и давления в вершинах цикла представлены на графике. Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.
1. Работа газа в процессе 1–2 равна нулю.
2. Внутренняя энергия газа в процессе 2–3 увеличивается.
3. При переходе газа из 3 в 1 внутренняя энергия не меняется.
4. В процессе 3–1 газ отдает положительное количество теплоты.
5. Температура газа в состоянии 3 минимальна.
1. Верно. На участке 1–2 плотность газа постоянна, следовательно, объем не меняется. При изохорном процессе работа газа равна нулю.
2. Неверно. На участке 2–3 давление газа постоянно, плотность газа увеличивается, следовательно, объем газа уменьшается. При изобарном процессе температура так же уменьшается, значит, внутренняя энергия уменьшается.
3. Неверно. Выразим внутреннюю энергию одноатомного идеального газа через плотность:
Тогда:
Следовательно, при переходе 3–1 внутренняя газа увеличивается.
4. Неверно. В процессе 3−1 плотность газа уменьшается, а объем увеличивается. Следовательно, работа газа на этом участке положительна. Из предыдущего пункта следует, что внутренняя энергия увеличивается. Тогда по первому закону термодинамики газ получает положительное количество теплоты.
5. Верно. Из уравнения Клапейрона — Менделеева следует пропорция между температурой, давлением и плотностью газа:
Следовательно, в состоянии 3 температура газа минимальна.
Ответ: 15.

