Тип 21 № 43826 
Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача. Термодинамика
i
Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах p–T, где р — давление газа, Т — абсолютная температура. Постройте график цикла в координатах p–V, где р — давление газа, V — объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе 2–3 и модуль работы внешних сил в процессе 4–1.
Решение. 1. Построим график цикла в координатах p–V, где p — давление газа, V — объём газа. Перестроим график цикла в этих координатах.
Процесс 1–2 при ν = const является изохорным, поскольку его график проходит через начало координат 
В ходе процесса абсолютная температура и давление газа увеличились в 6 раз.
Процесс 2–3 изотермический, при ν = const его графиком в координатах p–V является гипербола. Согласно закону Бойля-Мариотта (pV = const) уменьшение давления газа в 2 раза приведёт к увеличению объёма газа в 2 раза.
Процесс 3–4 при ν = const является изохорным, поскольку его график проходит через начало координат В процессе 3–4 газ изохорно уменьшил свою абсолютную температуру и давление в 3 раза, а в процессе 4–1 — изобарно вернулся в исходное состояние согласно закону Гей-Люссака 
уменьшив абсолютную температуру и свой объём в 2 раза (см. рис.).
2. Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком в координатах, где р — давление газа, V — объём газа.
Из графика видно, что модуль работы газа в процессе 2–3 численно равен площади под гиперболой 2–3 и 
а модуль работы внешних сил в процессе 4–1 
Таким образом, 
Ответ: модуль работы газа в процессе 2–3 больше модуля работы внешних сил в процессе 4–1:
Спрятать критерииКритерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3 |
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2 |
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Ответ: модуль работы газа в
процессе 2–3 больше модуля работы внешних сил в
процессе 4–1:
