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
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.
Гелия 2 моль — по $1$ моль в каждую половину. Слева: $1$ моль гелия. Справа: $1$ моль гелия $+\,\nu_{Ar}$ моль аргона.
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.