Ре­ше­ние. Внут­рен­няя энер­гия яв­ля­ет­ся функ­ци­ей со­сто­я­ния газа, то есть она за­ви­сит толь­ко от того, в каком со­сто­я­нии на­хо­дит­ся газ. По­сколь­ку в ре­зуль­та­те цик­ли­че­ско­го про­цес­са газ воз­вра­ща­ет­ся в ис­ход­ное со­сто­я­ние, из­ме­не­ние его внут­рен­ней энер­гии ока­зы­ва­ет­ся в итоге рав­ным нулю.

Об­су­дим, по­че­му осталь­ные ва­ри­ан­ты не яв­ля­ют­ся вер­ны­ми.

На диа­грам­ме ра­бо­те, со­вер­ша­е­мой иде­аль­ным газом за цикл, со­от­вет­ству­ет пло­щадь цикла. По­сколь­ку эта пло­щадь от­лич­на от нуля, за­клю­ча­ем, что сум­мар­ная ра­бо­та газа не равна нулю.

Со­глас­но пер­во­му на­ча­лу тер­мо­ди­на­ми­ки, пе­ре­дан­ное газу тепло идет на ра­бо­ту про­тив внеш­них сил и на из­ме­не­ние внут­рен­ней энер­гии: Из­ме­не­ние энер­гии в про­цес­се 1→2→3→4→1 равно нулю, ра­бо­та от­лич­на от нуля, сле­до­ва­тель­но, сум­мар­ное ко­ли­че­ство по­лу­чен­ной и от­дан­ной газом теп­ло­ты не может быть рав­ным нулю.

На­ко­нец, если при­ме­нить пер­вое на­ча­ло от­дель­но для про­цес­са 1→2→3, то легко уви­деть, что, так как газ гре­ет­ся, его внут­рен­няя энер­гия на этом участ­ке уве­ли­чи­ва­ет­ся, а зна­чит, не все пе­ре­дан­ное газу тепло идет на ра­бо­ту.

Ответ: 2.