Задание №10 — Первое начало термодинамики

Решение:

Первое начало термодинамики: $Q = \Delta U + A$. Аргон одноатомный, $U = \frac{3}{2}\nu R T$.

Процесс 1–2 (график А). В координатах $p$–$V$ отрезок вертикален: $V = \text{const}$, давление убывает. Работа газа $A = 0$. По уравнению Клапейрона–Менделеева $T = \frac{pV}{\nu R}$, поэтому при постоянном объёме и уменьшении давления температура падает и $\Delta U \lt 0$. Тогда $Q = \Delta U \lt 0$: внутренняя энергия уменьшается, газ отдаёт теплоту — утверждение 1.

Процесс 3–4 (график Б). В координатах $V$–$T$ точки лежат на прямой, проходящей через начало координат: $\frac{V}{T} = \text{const}$, то есть $p = \text{const}$ — изобарный процесс. Объём и температура растут, поэтому $A = p\,\Delta V \gt 0$ и $\Delta U = \frac{3}{2}\nu R\,\Delta T \gt 0$. Тогда $Q = \Delta U + A \gt 0$: газ получает теплоту и совершает работу — утверждение 4.

Ответ: 14