Модель идеального газа в термодинамике (уравнение Менделеева--Клапейрона + выражение для внутренней энергии)

1 моль одноатомного идеального газа совершает цикл 1$-$2$-$3$-$1, при котором давление p газа изменяется с изменением плотности $\rho$ газа так, как показано на рисунке. Значения плотности и давления в вершинах цикла представлены на графике. Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.

1. Работа газа в процессе 1$-$2 равна нулю.
2. В процессе 3$-$1 газ отдаёт положительное количество теплоты.
3. Температура газа в состоянии 3 минимальна.
4. Внутренняя энергия газа в процессе 2$-$3 увеличивается.
5. При переходе газа из 3 в 1 внутренняя энергия не меняется.

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левую часть сосуда поместили 1 моль неона, в правую – 2 моль гелия. Перегородка может пропускать молекулы гелия и непроницаема для молекул неона. Температура газов одинакова и остаётся постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

1. В левой части сосуда общее число молекул газов в 1,5 раза больше, чем в правой части.
2. Общая концентрация молекул газов в левой части сосуда в 2 раза больше, чем в правой части.
3. В результате установления равновесия давление в левой части сосуда увеличилось в 1,5 раза.
4. В левой части сосуда внутренняя энергия неона больше внутренней энергии гелия.
5. Концентрации молекул гелия и неона в левой части сосуда одинаковы.

При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 давление р газа пропорционально его плотности $\rho$ (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процесс 1–2.

1. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа уменьшается.
2. Концентрация молекул газа уменьшается.
3. Абсолютная температура газа остаётся неизменной.
4. Происходит изотермическое сжатие газа.
5. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается.

Объём сосуда, содержащего 1 моль неона, уменьшили вдвое и добавили в сосуд 1 моль гелия. Температура в сосуде поддерживается постоянной. Выберите из предложенного списка два утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта.

1. Концентрации неона и гелия в сосуде одинаковы.
2. Внутренняя энергия неона уменьшилась.
3. Плотность газа в сосуде не изменилась.
4. Давление в сосуде увеличилось.
5. Парциальное давление неона не изменилось.

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа р от объёма V. Масса газа в процессе не изменяется. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих отражённые на графике процессы.

1. Абсолютная температура газа максимальна в состоянии 3.
2. В процессе 1–2 абсолютная температура газа изобарно увеличилась в 2 раза.
3. В процессе 2–3 абсолютная температура газа изохорно уменьшилась в 1,5 раза.
4. Плотность газа минимальна в состоянии 1.
5. В ходе процесса 1–2–3 среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается в 3 раза.