На pT-диаграмме отображена последовательность трёх процессов (1→2→3) изменения состояния 2 моль идеального газа. Какова эта последовательность процессов в газе? А) расширение → нагревание → охлаждение Б) расширение → охлаждение → сжатие при постоянной температуре В) нагревание → сжатие при постоянной температуре → охлаждение Г) нагревание → расширение → сжатие

Анализ диаграммы:

1. Процесс 1→2: Объём увеличивается с \( V_0 \) до \( 3V_0 \), а давление остаётся постоянным \( p_0 \). Так как объём растёт, газ расширяется. По уравнению состояния идеального газа \( pV = \nu RT \), при постоянном давлении \( p \) и увеличении объёма \( V \), температура \( T \) также увеличивается. Следовательно, это процесс расширения с нагреванием.
2. Процесс 2→3: Давление уменьшается с \( 3p_0 \) до \( p_0 \), а объём остаётся постоянным \( V_0 \). Так как объём не меняется, это изохорный процесс. Давление уменьшается, что означает уменьшение температуры. Следовательно, это процесс охлаждения при постоянном объёме.

Таким образом, последовательность процессов: расширение с нагреванием, затем охлаждение при постоянном объёме.

Сравним с вариантами ответов:

• А) расширение → нагревание → охлаждение (Соответствует нашим выводам, но процесс охлаждения не обязательно изохорный, хотя на графике он выглядит как изохорный)
• Б) расширение → охлаждение → сжатие при постоянной температуре (Не соответствует)
• В) нагревание → сжатие при постоянной температуре → охлаждение (Не соответствует)
• Г) нагревание → расширение → сжатие (Не соответствует)

Проанализируем более детально процесс 1→2. Давление постоянно, объем растет. Значит, \( T_2 > T_1 \). Процесс 2→3. Объем постоянен, давление падает. Значит, \( T_3 < T_2 \). Процесс 3→1. Давление растет, объем постоянен. Значит, \( T_1 > T_3 \). Вернемся к процессу 1->2. Давление const, объем увеличивается. \( T \) увеличивается. Это расширение с нагревом. Процесс 2->3. Объем const, давление падает. \( T \) падает. Это охлаждение. Вариант А подходит.

Ответ: А