.02 Термодинамика

1)
Внутренняя энергия газа пропорциональная абсолютной температуре:

где — количество вещества, — температура в Кельвинах, — универсальная газовая постоянная, — количество степеней свободы газа. В процессе 1-2 температура увеличивается, т.к. средняя кинетическая энергия молекул пропорциональна абсолютной температуре: Т.е. внутренняя энергия газа тоже должна увеличиваться
2)
Т.к. средняя кинетическая энергия молекул зависит только от температуры, то в координатах график будет иметь такой же вид. Если график выходит из начала координат и температура при этом увеличивается, то это изохорное нагревание.
3)
В процессе 1-2 давление линейно зависит от температуры (от средней кинетической энергии молекул), при этом график выходит из начала координат, значит, количество молекул не изменяется. При этом объем также не изменяется (см.п.2), из-за чего плотность газа остается постоянной
4)
Процесс 2-3 происходит при фиксированной средней кинетической энергии молекул, значит температура остается постоянной, т.е. внутренняя энергия газа не изменяется: . При этом давление растет, значит, происходит изотермическое сжатие, т.е. объем газа уменьшается, поэтому работа газа отрицательна: . По первому закону Термодинамики газ получает положительное количество теплоты.
5)
Процесс 2-3 - это изотермическое сжатие (см.п.4)