Тип 21 № 21646

Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа пропорциональна температуре газа $T$: $$\overline{E_k} = \frac{3}{2} k T$$

Рассмотрим каждый процесс отдельно:

1) На участке 1-2 процесс является изотермическим ($T = const$, $\nu = const$). Так как температура не меняется, средняя кинетическая энергия $\overline{E_k}$ остаётся неизменной. Объём газа при этом уменьшается (движемся от точки 1 к точке 2 вниз по вертикали). Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона ($pV = \nu RT = const$), при уменьшении объёма давление газа увеличивается.

2) Из уравнения Клапейрона - Менделеева $pV = \nu RT$ следует, что на участке 2-3 процесс является изобарным, поскольку график процесса 2-3 лежит на прямой, проходящей через начало координат ($V = \frac{\nu R}{p} T$, $p = const$); следовательно, давление газа остаётся постоянным. При движении от точки 2 к точке 3 температура $T$ уменьшается, значит, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа $E_k$ также уменьшается.

3) На участке 3-4 процесс является изохорным, так как $V = const$, $\nu = const$. Так как абсолютная температура газа увеличивается (двигаемся вправо по горизонтали), то средняя кинетическая энергия теплового движения молекул увеличивается. Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона ($pV = \nu RT$), при постоянном объёме увеличение температуры приводит к увеличению давления газа.