ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Молекулярная. Задача 10.8

[Александр Сакович]

10.8 (13.8 ). Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3, график которого изображён на рисунке в координатах p-V, где p — давление газа, V — объём газа. Как изменяются абсолютная температура газа T в ходе процесса 1-2 и плотность газа ρ в ходе процесса 2-3? Масса газа остаётся постоянной.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается, 2) уменьшается, 3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Анализ условия. 1) По условию газ одноатомный, а его количество вещества ν = 1 моль и в данных процессах не изменяется.
2) По условию количество вещества ν не меняется, поэтому не изменяются масса газа m и число молекул N.
3) Из графика в условии задачи определяем, что в процессе 1-2 давление p газа не изменяется, а в процессе 2-3 давление p газа увеличивается.
4) Из графика в условии задачи определяем, что в процессе 1-2 объем V газа увеличивается, а в процессе 2-3 объем V газа не изменяется.
Определим, как изменяются абсолютная температура газа T в процессе 1-2 при изменении объема V газа и его давления p.

Решение. 1) Определим, как изменяется абсолютная температура газа T в процессе 1-2 при изменении объема V газа и его давления p.
Процесс 1-2 — это изобарный процесс (см. анализ условия пункт 3). При изобарном процессе
\[\frac{V}{T}=\text{const}.\]
Так как объем V газа увеличивается (см. анализ условия пункт 4), то температура T газа при данном процессе так же увеличивается.
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменяется плотность газа ρ в процессе 2-3 при изменении объема V газа и его давления p.
Плотность ρ газа равна
\[\rho =\frac{m}{V}.\]
Так как по условию в процессе 2-3 масса m газа и его объем V не изменяются (см. анализ условия пункт 2 и 4), то из полученного уравнения следует, что плотность ρ газа так же не изменяются.
Это соответствует изменению № 3.
Ответ: 13.