На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного разреженного аргона (p – давление аргона, T – его абсолютная температура). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, изображённые на рисунке. 1) В процессе 1 объём аргона увеличился в 3 раза. 2) В процессе 2 абсолютная температура аргона увеличилась на 25%. 3) В процессе 1 плотность аргона увеличилась в 3 раза. 4) В процессе 2 концентрация молекул аргона уменьшилась в 1,5 раза. 5) Работа, совершённая аргоном, в процессе 1 в 2 раза больше, чем в процессе 2.

Проанализируем каждый процесс отдельно.

Процесс 1: Давление не меняется (изобарный процесс), а температура увеличивается. Из уравнения Клапейрона-Менделеева $$pV =
u RT$$ следует, что при постоянном давлении и увеличении температуры объем также увеличивается. При увеличении температуры в 3 раза (например, от T до 3T), объем также увеличится в 3 раза. Следовательно, утверждение 1 верно.

Процесс 2: Температура не меняется (изотермический процесс), а давление увеличивается. Следовательно, утверждение 2 неверно.

Плотность $$\rho = \frac{m}{V}$$. В процессе 1 масса не меняется, а объем увеличивается в 3 раза. Значит, плотность уменьшается в 3 раза. Следовательно, утверждение 3 неверно.

Концентрация молекул $$n = \frac{N}{V}$$, где $$N$$ - число молекул, $$V$$ - объем. В процессе 2 объем уменьшается при увеличении давления (изотермический процесс). Следовательно, концентрация увеличивается, а не уменьшается. Значит, утверждение 4 неверно.

Работа в изобарном процессе (процесс 1) $$A_1 = p\Delta V = p(V_2 - V_1) = p(3V_1 - V_1) = 2pV_1$$. В изотермическом процессе (процесс 2) $$A_2 =
u RT \ln{\frac{V_2}{V_1}}$$. Так как по графику сложно определить изменение объёма во втором процессе, сложно оценить отношение работ. Однако можно сказать, что утверждение 5 не обязательно верно.