Цилиндрический сосуд разделён лёгким подвижным теплоизолирующим поршнем на две части. В одной части сосуда находится аргон, в другой - неон. Концентрация молекул газов одинакова. Определите отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона к средней кинетической энергии теплового движения молекул неона, когда поршень находится в равновесии.
Поршень в равновесии, значит давления газов равны:
$$p_{\text{Ar}} = p_{\text{Ne}} = p$$
Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории:
$$p = \frac{2}{3} n \langle\varepsilon\rangle$$
Отсюда средняя кинетическая энергия молекулы:
$$\langle\varepsilon\rangle = \frac{3p}{2n}$$
Находим отношение:
$$\frac{\langle\varepsilon_{\text{Ar}}\rangle}{\langle\varepsilon_{\text{Ne}}\rangle} = \frac{3p_{\text{Ar}}}{2n_{\text{Ar}}} \cdot \frac{2n_{\text{Ne}}}{3p_{\text{Ne}}} = \frac{p_{\text{Ar}}}{p_{\text{Ne}}} \cdot \frac{n_{\text{Ne}}}{n_{\text{Ar}}} = 1 \cdot 1 = 1$$
Давления равны (поршень в равновесии) и концентрации равны по условию, поэтому оба множителя равны 1.
$$\boxed{\frac{\langle\varepsilon_{\text{Ar}}\rangle}{\langle\varepsilon_{\text{Ne}}\rangle} = 1}$$
Ответ
1
Видеоразбор
Другие задания по теме «Основные Уравнения МКТ» (8)