Теплоизолированный горизонтальный сосуд объёмом 2 м3 разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится гелий массой m=1 кг, а в правой — такой же массы аргон. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Начальная температура гелия равна начальной температуре аргона: T=300 К. Определите внутреннюю энергию газа, оставшегося в той части сосуда, где первоначально находился гелий, после установления равновесия в системе

определите внутреннюю энергию газа


Задание 30. Теплоизолированный горизонтальный сосуд объёмом 2 м3 разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится гелий массой m=1 кг, а в правой — такой же массы аргон. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Начальная температура гелия равна начальной температуре аргона: T=300 К. Определите внутреннюю энергию газа, оставшегося в той части сосуда, где первоначально находился гелий, после установления равновесия в системе.

Решение задачи

После установления равновесия в системе гелий равномерно распределится по всему сосуду. В результате количество вещества газа, который останется в той части сосуда, где был гелий, станет равным:

\( ν=\frac{m}{2M_{He}} \)(1)

Запишем выражение для внутренней энергии одноатомного идеального газа:

\( U=\frac{3}{2}νRT \)(2)

Подставим формулу (1) в выражение (2):

\( U=\frac{3}{2}\frac{m}{2M_{He}}RT \)

Подставим числовые значения в конечную формулу.

\( U=\frac{3*1}{4*4*10^{-3}}*8,31*300≈467 \)​ кДж.

Ответ к задаче

Ответ: U ≈ 467 (кДж).

Читайте также:  К источнику тока с ЭДС e = 9 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключили параллельно соединённые резистор с сопротивлением R = 8 Ом и плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого d = 0,002 м. Какова напряженность электрического поля E между пластинами конденсатора

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *