С идеальным газом происходит циклический процесс 1–2–3–4–1, pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.
1. Работа газа при его изобарном расширении равна 200 Дж.
2. Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,45 моля.
3. Работа, совершенная над газом при его изобарном сжатии, равна 200 Дж.
4. На участке 4–1 газ отдает положительное количество теплоты.
5. Минимальная температура газа в циклическом процессе равна 100 К.
Выясним, в какой точке газ имеет максимальную температуру. Из уравнения Клапейрона — Менделеева температура газа равна
Температура максимальная в точке 2, где давление и объем газа максимальны.
1. Неверно. Изобарное расширения газа происходит на участке 1–2. Работу газа найдем как площадь фигуры под данным участком:
2. Верно. Запишем уравнение Клапейрона — Менделеева для точки 2: откуда:
3. Верно. Изобарное сжатие происходит на участке 3–4. Работу, совершенную над газом, найдем как площадь фигуры под данным участком графика:
4. Неверно. Участок 4–1 соответствует изохорному нагреванию. Работу газ не совершает, внутренняя энергия увеличивается. По первому закону термодинамики газ получает количество теплоты.
5. Неверно. Минимальная температура будет в состоянии 4. Из закона Клапейрона — Менделеева для состояний
откуда:
Ответ: 23.

