На pT-диаграмме показано, как изменялись давление и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялось объём V и внутренняя энергия U на каждом из трёх участков 1−2, 2−3, 3−4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
По условию газ является разреженным, следовательно, его можно описывать моделью идеального газа.
В процессе 1–2 зависимость давления от температуры прямо пропорциональная. Следовательно, из уравнения Клапейрона-Менделеева для идеального газа неизменного количества вещества объем газа постоянный. При этом температура газа увеличивается. Исходя из формулы
для идеального газа с неизменным количество вещества при увеличении температуры внутренняя энергия увеличивается.
В процессе 2–3 давление газа постоянно, то есть процесс является изобарным, для которого выполняется закон Из данной формулы следует, что при увеличении температуры объем газа увеличивается. Внутренняя энергия при увеличении температуры также увеличивается.
В процессе 3–4 температура газа постоянна, то есть процесс является изотермическим. Для этого процесса выполняется закон из которого следует, что при увеличении давления объем газа уменьшается. Так как температура газа не меняется, то и его внутренняя энергия остается постоянной.

