Задание 24 ЕГЭ по физике · F3B223
Равновесие гелия и аргона
Теплоизолированный горизонтальный сосуд разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится ν = 2 моль гелия, а в правой – такое же количество моль аргона. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Температура гелия равна температуре аргона: Т = 300 К. Определите отношение внутренних энергий газов по разные стороны перегородки после установления термодинамического равновесия.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Гелий может проходить через пористую перегородку и после установления равновесия распределяется по всему сосуду. Общее количество гелия не изменяется и равно 2 моль. Аргон через перегородку не проходит, поэтому в правой части остаётся 2 моль аргона.
νHe=νAr=2 моль
В теплоизолированном сосуде после установления термодинамического равновесия температура газов становится общей. Оба газа являются одноатомными идеальными газами.
THe=TAr=T
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна U=32νRT. Так как количества вещества и температуры гелия и аргона одинаковы, их внутренние энергии одинаковы.
UHeUAr=νHeRTνArRT=22=1
νHe=νAr=2 моль
В теплоизолированном сосуде после установления термодинамического равновесия температура газов становится общей. Оба газа являются одноатомными идеальными газами.
THe=TAr=T
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна U=32νRT. Так как количества вещества и температуры гелия и аргона одинаковы, их внутренние энергии одинаковы.
UHeUAr=νHeRTνArRT=22=1
Пример ответа
Отношение внутренних энергий гелия и аргона равно U_(He) : U_(Ar) = 1 : 1.
Источник: Открытый банк ФИПИ F3B223
Похожие задания
24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F5292
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.