На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах p-T, где p – давление газа, T – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1) Газ за цикл совершает отрицательную работу. 2) В процессе AB газ получает положительное количество теплоты. 3) В процессе BC внутренняя энергия газа остаётся неизменной. 4) В процессе CD над газом совершают положительную работу внешние силы. 5) В процессе DA газ изотермически расширяется.

Для решения этой задачи нам нужно проанализировать каждый процесс, представленный на графике p-T, и определить, какие из предложенных утверждений верны.

* **1) Газ за цикл совершает отрицательную работу.**

Работа газа в цикле определяется площадью внутри цикла на графике p-V. Чтобы понять знак работы, нужно рассмотреть направление обхода цикла. В данном случае, у нас график p-T. Сначала нужно преобразовать его в p-V. Цикл выглядит против часовой стрелки, что соответствует положительной работе (газ совершает работу). Следовательно, утверждение неверно.

* **2) В процессе AB газ получает положительное количество теплоты.**

В процессе AB как давление, так и температура увеличиваются. Из уравнения состояния идеального газа (pV = nRT), если и p, и T увеличиваются, то и объем V должен увеличиваться (или число молей n, но оно постоянно по условию). Значит, газ совершает работу против внешних сил (расширяется). Также увеличивается внутренняя энергия (потому что растет T). Следовательно, согласно первому закону термодинамики, газ получает тепло, так как и на совершение работы, и на увеличение внутренней энергии требуется энергия. Таким образом, утверждение верно.

* **3) В процессе BC внутренняя энергия газа остаётся неизменной.**

В процессе BC давление уменьшается, а температура остается постоянной (изотермический процесс). Так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, то утверждение верно.

* **4) В процессе CD над газом совершают положительную работу внешние силы.**

В процессе CD давление уменьшается, температура уменьшается. Согласно уравнению состояния (pV = nRT), если и p, и T уменьшаются, то уменьшается и V. Это означает, что газ сжимается, и внешние силы совершают положительную работу над газом. Следовательно, утверждение верно.

* **5) В процессе DA газ изотермически расширяется.**

В процессе DA давление уменьшается, а температура остается постоянной. Так как давление уменьшается, а температура постоянна, то согласно уравнению состояния (pV = nRT), объем V должен увеличиваться. Следовательно, газ расширяется изотермически. Это означает, что утверждение верно.

**Итого, верные утверждения: 2, 3, 4, 5.**