Задание 9 ЕГЭ по физике · C02CAB
Равновесие смеси идеальных газов
Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой – 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинаковая и остаётся постоянной.
Выберите два верных утверждения, описывающих состояние газов после установления равновесия в системе.
1) Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза меньше, чем аргона.
2) Отношение давления газов в правой части к давлению газа в левой части равно 1,5.
3) В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.
4) Внутренняя энергия гелия и аргона одинакова.
5) В результате установления равновесия давление в правой части увеличилось в 3 раза.
Выберите два верных утверждения, описывающих состояние газов после установления равновесия в системе.
1) Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза меньше, чем аргона.
2) Отношение давления газов в правой части к давлению газа в левой части равно 1,5.
3) В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.
4) Внутренняя энергия гелия и аргона одинакова.
5) В результате установления равновесия давление в правой части увеличилось в 3 раза.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Молярная масса аргона равна примерно 40 г/моль, поэтому в правой части первоначально находится 1 моль аргона. Аргон через перегородку не проходит.
nAr=mM=4040=1 моль
Гелий может проходить через перегородку. Так как части сосуда имеют одинаковые объёмы и температура постоянна, после равновесия 4 моль гелия распределятся поровну: по 2 моль в каждой части.
nHe,л=nHe,пр=2 моль
В правой части находится 3 моль газа, а в левой — 2 моль. При одинаковых объёмах и температуре давление пропорционально количеству вещества.
pпрpл=3RT/V2RT/V=32=1,5
Изначально в правой части был 1 моль аргона, а после равновесия там стало 3 моль газа. Поэтому давление в правой части увеличилось втрое.
pпр,послеpпр,до=3RT/VRT/V=3
Концентрация гелия в правой части в два раза больше концентрации аргона, а не меньше. Общее число молекул справа также больше. Внутренние энергии газов не равны, поскольку количества вещества различны.
U=32nRT
nAr=mM=4040=1 моль
Гелий может проходить через перегородку. Так как части сосуда имеют одинаковые объёмы и температура постоянна, после равновесия 4 моль гелия распределятся поровну: по 2 моль в каждой части.
nHe,л=nHe,пр=2 моль
В правой части находится 3 моль газа, а в левой — 2 моль. При одинаковых объёмах и температуре давление пропорционально количеству вещества.
pпрpл=3RT/V2RT/V=32=1,5
Изначально в правой части был 1 моль аргона, а после равновесия там стало 3 моль газа. Поэтому давление в правой части увеличилось втрое.
pпр,послеpпр,до=3RT/VRT/V=3
Концентрация гелия в правой части в два раза больше концентрации аргона, а не меньше. Общее число молекул справа также больше. Внутренние энергии газов не равны, поскольку количества вещества различны.
U=32nRT
Пример ответа
Правильные утверждения: 2, 5.
Источник: Открытый банк ФИПИ C02CAB
Похожие задания
9Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две…Тепловое равновесие аргона · 0443DE9Стальную кастрюлю, наполовину заполненную водой, поставили на плиту, закрыли лёгкой крышкой и стали нагревать…Нагревание и кипение воды · 0550989На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного газообразного…Процессы на pV-диаграмме · 0A58BE9На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V…Циклический процесс в координатах V–T · 0B89AC9Твёрдый образец вещества поместили в печь. На рисунке показан график изменения температуры t образца по мере…График нагревания вещества · 0D32D09У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя равна 227 °С, а температура холодильника равна…КПД двигателя Карно · 0D600A
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.