Global EE

МКТ — Задание 9 ЕГЭ по физике №00050764

Задание №9. МКТ и Термодинамика. Выбор Утверждений

МКТ

№2. Задание 9

ID: 00050764

В двух сосудах с одинаковыми объёмами находятся по $1$ моль гелия и неона. В первом сосуде находится гелий при температуре $127$ °C; во втором – неон при температуре $200$ К.

Выберите все верные утверждения о параметрах состояния указанных газов.

1) Температура гелия выше, чем температура неона.

2) Среднеквадратичная скорость молекул гелия меньше, чем молекул неона.

3) Давление неона больше, чем давление гелия.

4) Средняя кинетическая энергия молекул неона в $2$ раза меньше, чем молекул гелия.

5) Концентрация газов в сосудах одинакова.

Источник: Демидова 2022

Решение

1) Верно.

Переведём температуру гелия в кельвины:

$T_{\text{He}} = 127 + 273 = 400$ К.

Температура неона $T_{\text{Ne}} = 200$ К. Следовательно, абсолютная температура гелия в $2$ раза выше.

2) Неверно.

Среднеквадратичная скорость частиц газа:

$v_{\text{кв}} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$,

где $M$ — молярная масса газа.

Для гелия $M_{\text{He}} = 4\cdot 10^{-3}$ кг/моль, для неона $M_{\text{Ne}} = 20\cdot 10^{-3}$ кг/моль. Поэтому

$\frac{v_{\text{кв,He}}}{v_{\text{кв,Ne}}} = \sqrt{\frac{T_{\text{He}}M_{\text{Ne}}}{T_{\text{Ne}}M_{\text{He}}}} = \sqrt{\frac{400\cdot 20}{200\cdot 4}} = \sqrt{10} > 1$.

Среднеквадратичная скорость атомов гелия больше.

3) Неверно.

По уравнению Менделеева — Клапейрона:

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

Объёмы сосудов и количества вещества одинаковы, поэтому

$\frac{p_{\text{Ne}}}{p_{\text{He}}} = \frac{T_{\text{Ne}}}{T_{\text{He}}} = \frac{200}{400} = \frac{1}{2}$.

Давление неона в $2$ раза меньше давления гелия.

4) Верно.

Средняя кинетическая энергия теплового движения одной частицы:

$\overline{E}_{\text{к}} = \frac{3}{2}kT$.

Следовательно,

$\frac{\overline{E}_{\text{к,Ne}}}{\overline{E}_{\text{к,He}}} = \frac{T_{\text{Ne}}}{T_{\text{He}}} = \frac{1}{2}$.

Средняя кинетическая энергия атомов неона в $2$ раза меньше.

5) Верно.

Концентрация частиц:

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

Количества вещества и объёмы одинаковы, поэтому концентрации газов равны.

Ответ

145