Термодинамика — Задание 23 ЕГЭ по физике №00015721
Термодинамика
№2. Задание 23
ID: 00015721
Теплоизолированный горизонтальный сосуд разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится $\nu = 2$ моль гелия, а в правой — некоторое количество аргона. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Температура гелия равна температуре аргона: $T = 300$ К. Определите количество моль аргона, если отношение внутренних энергий газов по разные стороны перегородки после установления термодинамического равновесия оказалось равным $1/3$.
Источник: Сборник Гиголо
Решение
Идея
Это «обратная» задача к предыдущей. Гелий снова растекается поровну, температура в теплоизолированном сосуде остаётся $300$ К, поэтому внутренняя энергия каждой стороны пропорциональна числу молей. Зная, что отношение энергий равно $1/3$, найдём, сколько молей аргона заперто справа.
Шаг 1. Распределение гелия
Гелия 2 моль — по $1$ моль в каждую половину. Слева: $1$ моль гелия. Справа: $1$ моль гелия $+\,\nu_{Ar}$ моль аргона.
Шаг 2. Используем заданное отношение
Энергии пропорциональны молям (общая температура, оба газа одноатомные):
$\dfrac{U_{лев}}{U_{прав}} = \dfrac{1}{1+\nu_{Ar}} = \dfrac{1}{3}$.
Отсюда $1+\nu_{Ar} = 3$, значит $\nu_{Ar} = 2$ моль.
Ответ
Другие задания по теме «Термодинамика» (8)
- Задание 23 №00026509 — В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный…
- Задание 23 №00026497 — Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T индекс 1 равно 600 К…
- Задание 23 №00026492 — Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился…
- Задание 23 №00026484 — Сосуд объёмом V равно 10 л содержит ν равно 0,5 моль гелия при t равно 17 ° C.…
- Задание 23 №00026481 — В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится бензол ( C индекс 6…
- Задание 23 №00026473 — Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T индекс 1 равно 600K…
- Задание 23 №00026467 — В вертикальном цилиндре, закрытом сверху лёгким поршнем, находится этиловый…
- Задание 23 №00026466 — В закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г, а…