Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00051890

Молярная масса аргона примерно равна 40 г/моль, то есть 40 г аргона составляют 1 моль:

$\nu_{Ar} = \dfrac{m}{M} = \dfrac{40\text{ г}}{40\text{ г/моль}} = 1$ моль

1) Верно.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа может быть вычислена по формуле:

$U = \dfrac{3}{2}\nu RT$

Температура газов одинакова. В сосуде $2$ моль гелия и $1$ моль аргона, поэтому внутренняя энергия гелия в сосуде больше, чем внутренняя энергия аргона:

$U_{He} = \dfrac{3}{2}\cdot 2RT = 3RT > U_{Ar} = \dfrac{3}{2}\cdot 1RT = 1{,}5RT$

2) Верно.

Через перегородку может проходить только гелий. Равновесие установится, когда парциальные давления гелия в левой и правой частях станут равны. Давление газа:

$p = \dfrac{\nu RT}{V}$

Объёмы и температуры частей одинаковы, значит, одинаковы и количества гелия в частях: $1$ моль гелия перейдёт в правую часть, и в каждой части окажется по $1$ моль гелия.

Концентрация:

$n = \dfrac{N}{V} = \dfrac{\nu N_A}{V}$

В правой части $\nu_{He} = \nu_{Ar} = 1$ моль при одном и том же объёме, поэтому концентрации гелия и аргона равны.

3) Неверно.

В правой части сосуда будет находиться $2$ моль газа ($1$ моль гелия и $1$ моль аргона), а в левой — $1$ моль, то есть в правой части сосуда частиц газов будет в $2$ раза больше.

4) Неверно.

Количество гелия и его температура не изменились, поэтому его внутренняя энергия осталась прежней.

5) Неверно.

Объёмы и температуры частей одинаковы, а количества вещества разные: справа $2$ моль газов, слева $1$ моль. По формуле $p = \dfrac{\nu RT}{V}$ давление в правой части в $2$ раза выше: $p_{прав} = 2p_{лев}$.