Global EE

МКТ — Задание 24 ЕГЭ по физике №00007822

Задание №24. МКТ и Термодинамика. Высокий Уровень Сложности

МКТ

№2. Задание 24

ID: 00007822

Теплоизолированный сосуд объемом $V = 4$ $м^3$ разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в одной части сосуда находится 1 моль гелия, а в другой 1 моль неона. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы неона — нет. Начальная температура гелия равна температуре неона: $Т = 400$ К. Определите внутреннюю энергию газа в той части сосуда, где первоначально находился неон, после установления равновесия в системе.

Источник: ФИПИ

Решение

Сосуд разделён пористой перегородкой: гелий сквозь неё проходит свободно, а неон — нет. Поэтому гелий равномерно растечётся по всему сосуду, а неон останется в своей половине. Сосуд теплоизолирован, и при таком свободном перемешивании газ не совершает работы, значит температура останется прежней — $400$ К.

Сколько и какого газа в «неоновой» половине. Неон ($1$ моль) весь остаётся в своей половине. Гелий ($1$ моль) равномерно распределяется по всему объёму, а половина объёма — это «неоновая» часть, поэтому там окажется $0{,}5$ моль гелия.

Найдём внутреннюю энергию этой половины. Оба газа одноатомные, $U=\dfrac{3}{2}\nu RT$. Суммарно в этой части $\nu=1+0{,}5=1{,}5$ моль: $U=\dfrac{3}{2}\cdot1{,}5\cdot8{,}31\cdot400\approx7480$ Дж.

Ответ

7480

Видеоразбор

Другие задания по теме «МКТ» (8)