При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным.
| состояния | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| р, кПа | 100 | 90 | 75 | 50 | 55 | 75 | 100 |
| t, °С | 27 | 27 | 27 | 27 | 57 | 177 | 327 |
Задание проверяет изопроцессы, внутреннюю энергию и работу идеального газа.
Используем pV = νRT и U = 3νRT/2; температуры состояний 1–4 равны 300 К, а состояний 5–7 — соответственно 330 К, 450 К и 600 К.
1 — неверно: при одинаковой температуре V₄/V₁ = p₁/p₄ = 100/50 = 2, поэтому объём увеличился вдвое.
2 — верно: в состояниях 4–7 отношение T/p одинаково и равно 6 К/кПа, следовательно, объём одинаков.
3 — неверно: U₆/U₅ = T₆/T₅ = 450/330 ≈ 1,36, а не 3.
4 — верно: при изотермическом переходе 2–3 давление падает и газ расширяется, поэтому A > 0, ΔU = 0 и Q = A > 0; 5 — неверно: при изохорном процессе объём постоянен и работа равна нулю.
Ответ: 24.