Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00019443

Идея

Гелий проходит сквозь перегородку и в равновесии равномерно заполняет весь сосуд ($2V$), аргон заперт справа ($V$). Количества вещества: гелий $8\ \text{г}$ при $M_{\text{He}}=4\ \text{г/моль}$ — это $\nu_{\text{He}}=2\ \text{моль}$; аргон $\nu_{\text{Ar}}=1\ \text{моль}$. В каждой половине оказывается по $1\ \text{моль}$ гелия. Внутренняя энергия (оба газа одноатомные) $U=\tfrac{3}{2}\nu RT$.

Считаем

В правой части: $1\ \text{моль}$ He $+\,1\ \text{моль}$ Ar $=2\ \text{моль}$ в объёме $V$. В левой: $1\ \text{моль}$ He в объёме $V$.

1) Гелия всего $2\ \text{моль}$, аргона $1\ \text{моль}$, $T$ одна: $U_{\text{He}}=\tfrac{3}{2}\cdot2RT\gt U_{\text{Ar}}=\tfrac{3}{2}\cdot1RT$. Верно.

2) В правой части $n_{\text{He}}=\dfrac{1}{V}$ и $n_{\text{Ar}}=\dfrac{1}{V}$ — концентрации одинаковы. Верно.

3) Справа $2\ \text{моль}$, слева $1\ \text{моль}$ — справа молекул в 2 раза больше, а не меньше. Неверно.

4) Полное количество гелия ($2\ \text{моль}$) и температура не меняются, значит $U_{\text{He}}=\tfrac{3}{2}\nu RT$ та же — не больше начальной. Неверно.

5) В правой части было $1\ \text{моль}$ (аргон), стало $2\ \text{моль}$ — давление выросло в 2 раза, а не в 3. Неверно.

Подходят утверждения 1 и 2.