Какой процесс работы газа является наименее энергоемким на P−V диаграмме идеального одноатомного газа, представленной в

На P-V диаграмме графически изображаются различные процессы, которые может пройти газ. Энергоемкость процесса означает количество работы, которое нужно затратить на переход от одного состояния газа к другому.

Так как газ является идеальным одноатомным газом, его процессы работы можно описывать с помощью уравнения Пуассона:

(P cdot V^gamma = const)

где P — давление газа, V — его объем, а (gamma) — показатель адиабаты. Для идеального гелия (gamma = frac{5}{3}).

Процессы работы газа на P-V диаграмме представлены следующим образом:

а) Процесс «а» изображен горизонтальной прямой линией. В этом процессе объем газа не меняется, а давление изменяется. Получается, что работа газа в процессе «а» равна нулю. Это процесс, при котором газ не совершает работу, а значит он является наименее энергоемким.

б) Процесс «б» изображен вертикальной прямой линией. В этом процессе давление газа не меняется, а объем изменяется. В этом случае, работа газа также равна нулю.

в) Процесс «в» изображен кривой линией. В этом процессе как давление, так и объем газа изменяются. Для определения работы газа в этом процессе нужно посчитать интеграл от ((P cdot dV)) вдоль траектории этого процесса. Результат работы газа в процессе «в» будет отличен от нуля, и он будет больше работы в процессах «а» и «б».

Итак, наименее энергоемким процессом на P-V диаграмме идеального одноатомного газа является процесс «а». Он не совершает работу, так как объем газа не меняется. Ответ: а) процесс а.