ID: 00015172
Вертикальный гладкий цилиндр закрыт подвижным поршнем. Под поршнем в цилиндре находится 0,5 моля неона. Температуру неона медленно уменьшают. Как изменяются в этом процессе средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул неона и концентрация его молекул? Атмосферное давление считать постоянным.
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| А) средняя кинетическая энергия молекул | Б) концентрация молекул неона |
Ответ — две цифры в порядке А, Б.
Источник: ФИПИ
Поршень подвижный и над ним атмосфера, поэтому давление газа всё время равно атмосферному: процесс изобарный, p=\text{const}. Средняя кинетическая энергия молекул связана только с температурой: \langle E\rangle=\tfrac{3}{2}kT. Концентрацию удобно взять из формулы p=nkT. Температуру понижают — смотрим обе величины.
\langle E\rangle=\tfrac{3}{2}kT — прямо пропорциональна температуре. Температуру уменьшают, значит \langle E\rangle УМЕНЬШАЕТСЯ. Цифра 2.
Из p=nkT выразим n=\dfrac{p}{kT}. Давление постоянно, температура T уменьшается — в знаменателе становится меньше, поэтому n УВЕЛИЧИВАЕТСЯ. (Физически: газ остывает, поршень опускается, объём падает быстрее, чем число молекул, поэтому молекулы «теснятся».) Цифра 1.
Собираем ответ в порядке А, Б: 2, 1.
Ответ: 21.