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.
Ответ: 2 моль.