.02 Термодинамика

1)
Процесс 5-6 не является изотермическим.

2)
Работа газа прямо пропорциональна изменению его объема и в процессе 2-3 она равна:

Заметим, что . Следовательно, и изменение объема газа также больше нуля: . Следовательно, газ в процессе 2-3 совершает положительную работу: .
Изменение внутренней энергии газа зависит от изменения его температуры:

где — количество вещества газа, — универсальная газовая постоянная.
Процесс 2-3 является изобарным. Следовательно, температура газа изменяется. Мысленно проведем на графике две изотермы: и . Так как изотерма лежит ”выше” изотермы , то . Cледовательно, изменение температуры положительно: . Следовательно, и изменение внутренней энергии также положительно, поэтому внутренняя энергия газа в процессе 2-3 увеличивается.

3)
Работа , совершенная газом за цикл, равна площади, заключенной внутри кривой 1-2-3-4-5-6-7-1. Так как объем газа увеличивался (цикл направлен по часовой стрелке), то работа цикла положительна.

4)
Процесс 6-7 — изохорный (т.к. ). Запишем первый закон термодинамики для изохорного процесса:

Изменение внутренней энергии газа зависит от изменения его температуры:

где — количество вещества газа, — универсальная газовая постоянная.
Мысленно проведем на графике две изотермы: и . Так как изотерма лежит ”ниже” изотермы , то . Cледовательно, изменение температуры положительно: . Следовательно, и изменение внутренней энергии также положительно.
Так как изменение внутренней энергии газа положительно, то и количество теплоты также положительно. Значит, газ получает положительное количество теплоты.

5)
Работу газа в процессе 4-5 можно найти как площадь под графиком этого процесса. По рисунку видно, что площадь под под графиком 4-5 не самая наименьшая (сравните ее с площадью под графиком процесса 5-6). Следовательно, и модуль работы газа, совершенной за этот процесс, не минимален.