Global EE

МКТ — Задание 9 ЕГЭ по физике №00050763

Задание №9. МКТ и Термодинамика. Выбор Утверждений

МКТ

№2. Задание 9

ID: 00050763

Объём сосуда, содержащего $1$ моль аргона, уменьшили вдвое и добавили в сосуд $1$ моль гелия. Температура в сосуде поддерживается постоянной. Выберите из предложенного списка все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта.

1) Концентрации аргона и гелия в сосуде одинаковы.

2) Парциальное давление аргона не изменилось.

3) Внутренняя энергия аргона не изменилась.

4) Плотность газа в сосуде не изменилась.

5) Давление в сосуде увеличилось в $2$ раза.

Источник: Демидова 2020

Решение

1) Верно.

Концентрация частиц газа:

$n = \frac{N}{V} = \frac{\nu N_{\text{А}}}{V}$.

В конечном состоянии аргон и гелий занимают один и тот же объём. Количества вещества этих газов одинаковы, поэтому одинаковы числа их атомов и концентрации:

$n_{\text{Ar}} = n_{\text{He}}$.

2) Неверно.

Парциальное давление — давление, которое создавал бы каждый компонент смеси, занимая весь объём сосуда самостоятельно.

Для аргона:

$p_{\text{Ar}}V = \nu_{\text{Ar}}RT$.

Количество вещества аргона и температура постоянны. Поэтому

$\frac{p_{\text{Ar},2}}{p_{\text{Ar},1}} = \frac{V_1}{V_2} = 2$.

Парциальное давление аргона увеличилось в $2$ раза.

3) Верно.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:

$U_{\text{Ar}} = \frac{3}{2}\nu_{\text{Ar}}RT$.

Температура и количество вещества аргона не изменились, поэтому его внутренняя энергия осталась прежней.

4) Неверно.

Плотность газа:

$\rho = \frac{m}{V}$.

После добавления гелия общая масса газа увеличилась, а объём сосуда уменьшился вдвое. Следовательно, плотность газа увеличилась.

5) Неверно.

По уравнению состояния идеального газа:

$p = \frac{\nu RT}{V}$.

Общее количество вещества увеличилось с $1$ до $2$ моль, а объём уменьшился вдвое. Температура постоянна, поэтому

$\frac{p_2}{p_1} = \frac{\nu_2}{\nu_1}\cdot\frac{V_1}{V_2} = 2\cdot 2 = 4$.

Давление в сосуде увеличилось в $4$ раза.

Ответ

13