Давление в сосуде после удаления перегородки
Какое давление установится в сосуде после удаления перегородок, если температура при этом осталась неизменной?
В сосуде находится газ под давлением 60 атм. Какое установится давление (в [атм]), если из сосуда выпустить
В сосуде находится газ под давлением 60 атм. Какое установится давление (в ), если из сосуда.
Какое давление пара жидкости установится в сосуде?
Ребят буду очень благодарен , если поможете разобраться с решением данной интересной задачки : В.
Какое давление установится в баллонах, если открыть кран?
Имеются два баллона емкостью V1 = 5 л и V2 = 2 л, соединенные трубкой с краном. Давление газа в.
Какое установится давление в баллоне после N рабочих циклов насоса
В баллон обьемом V содержащий воздух при атмосферном давлении Ро . насосом с рабочим обьемом дельта.
| Комментарий модератора | |
| |
Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь.
какая температура установится в сосуде?
в сосуд с пренебрежимо малой теплоемкостью,в котором находится 550 г льда при температуре 0 c .
Какая температура установится в сосуде?
Помогите, пожалуйста, разобраться с задачей, как бы вы её решили? У меня уж больно неправдоподобные.
Какое будет давление в обоих баллонах, если после этого клапан открыть?
Два баллона соединены вместе с помощью крана, который сначала был закрыт. В первом из них, давление.
Найти давление, которое установится после охлаждения газа
Воздух находившийся под давлением 72 кПа, был адиабатически сжат до давления 1 МПа. Найти.
Источник
Каким станет давление в сосуде если перегородку убрать
Теплоизолированный сосуд объемом V = 4 м 3 разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в одной части сосуда находится 1 моль гелия, а в другой 1 моль неона. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы неона — нет. Начальная температура гелия равна температуре неона: Т = 400 К. Определите внутреннюю энергию газа в той части сосуда, где первоначально находился неон, после установления равновесия в системе.
По условию задачи при установлении термодинамического равновесия газ в сосуде не обменивается теплом с внешним миром и не совершает работы. Поэтому внутренняя энергия газа сохраняется, вследствие чего температура
газа в конечном состоянии такая же, как и в начальном. После установления равновесия в системе гелий равномерно распределится по всему сосуду, температура газов не изменится. В результате количество газа в той части сосуда, где первоначально находился неон, окажется
гелия и неона. Внутренняя энергия газа пропорциональна температуре и количеству молей вещества. Следовательно, внутренняя энергия смеси газов равна: где Окончательно получим:
Если в ту часть сосуда, где находится 0,5 моль гелия еще добавить гелий, то (рассуждая аналогично) половина этого гелия опять перейдет во вторую часть, где находится неон. И так можно продолжать до бесконечности? Не напрягаясь, увеличивать давление во второй части в любое количество раз? Я думаю, что гелий не будет переходить во вторую часть сосуда, т.к. давления в обеих частях одинаковое.
Давления в двух частях сосуда разное. В равновесии парциальное давление гелия одинаково в обеих частях, и то, что оно разное в начальный момент, и заставляет гелий проникать сквозь пористую перегородку.
Утверждение о ненапряжности увеличения давления во второй части сосуда некорректно. Чтобы закачать гелий в первую половину, нужно совершить работу, и чем больше будет гелия, тем больше будет его давление и тем труднее будет добавить новую порцию газа.
Начальные давления неона и гелия одинаковые. Почему же гелий пойдет к неону? Почему Вы не учитываете парциальное давление неона? Неон же тоже оказывает давление на гелий, не давая ему переходить. Если половина гелия перейдет, то в той части сосуда, где находится неон, давление будет в 3 раза больше.
А с «ненапряжностью» я согласна. Тупанула))
Всё дело в перегородке. Для гелия её нет, и он стремится распространиться на весь объём сосуда, а неон не будучи сплошным твёрдым телом не может этому препятствовать. Для неона же перегородка непроницаема, он заперт в одной половине, поэтому в ней создаётся повышенное давление (сумма парциальных давлений неона и гелия).
А как быть с работой газа? Ведь гелий расширяется и совершает положительную работу, значит, внутренняя энергия гелия уменьшается и температура тоже?
При расширении идеального газа в пустоту (идеальный газ неона фактически является пустотой для гелия) работа не совершается.
Источник
Газовые смеси. Закон парциальных давлений Дж. Дальтона
Пусть имеется сосуд с перегородкой. Одна часть его объёма VА заполнена газом А под давлением РА(нач.), а другая — объёмом VВ — газом В под давлением РВ(нач.). Уберём перегородку. За счёт взаимной диффузии газы перемешаются, и давление каждого в смеси уменьшится по сравнению с начальным давлением во столько раз, во сколько раз увеличивается объём, занимаемый газом. По закону Бойля-Мариотта:
Конечное давление газа в смеси — парциальное давление — это та часть общего давления газовой смеси, которая приходится на долю данного газа. При отсутствии химических взаимодействий общее давление идеальной газовой смеси равно сумме парциальных давлений всех входящих в неё газов.
В нашем случае Р = рА парц. + рВ парц. или в общем виде:
По закону Дальтона парциальное давление газа в смеси равно тому давлению, которым обладал бы данный газ, если бы при той же температуре он занимал объём всей смеси.
Состав газовых смесей может быть выражен:
а) массовыми долями:
б) мольными (молярными) долями:
в) Объёмными долями:
Т.к. V = Vm × n, где Vm— молярный объём газа при заданных условиях, то
Общее давление газов в смеси по закону Дальтона Р = Σрі , поэтому парциальное давление газа в смеси можно рассчитать по формуле:
Если известны массы газов в смеси и температура смеси, то общее давление рассчитывают по уравнению состояния идеального газа.
Пример 2. В закрытом сосуде ёмкостью 3 л смешаны 0,5 л азота с начальным давлением 103,5 кПа и 2,5 л водорода с начальным давлением 93,7 кПа. Определить парциальные давления газов и общее давление смеси.
После смешивания давление каждого газа в смеси (парциальное давление) по сравнению с исходным давлением уменьшится во столько раз, во сколько увеличивается объём, занимаемый газом:
рН2 парц. = 2,5 /3 93,7 кПа = 78,08 кПа.
По закону Дальтона общее давление есть сумма парциальных давлений:
Пример 3. В баллоне вместимостью 20 л при 18 0 С находится смесь из 28 г кислорода и 24 г аммиака. Определить парциальные давления каждого из газов и общее давление смеси.
Решение:
Общее давление газовой смеси можно рассчитать по уравнению Менделеева- Клапейрона: РV= nRT, где n — суммарное количество вещества в газовой смеси. Для нахождения n необходимо рассчитать количество О2 и NH3 : n= m /м
Парциальное давление газов в смеси пропорционально их объёмной доле в смеси φ или мольной доле χ:
Решение удобно оформить в виде таблицы:
| Компонент | m, г | М, г/моль | ni = mi/Мi | φ i=ni/n | рi парц = φi Р(общ.) |
| О2 | 0.88 | 0,38 | |||
| NH3 | 1.41 | 0,62 | |||
| Газовая смесь | 2,29 | 1,00 | 271*) |
*) Р(общ.) = n(общ.) RT/V(общ.) = 2,29 8,314 291/0,02 = 271 кПа .
Задачи для самостоятельного решения
14. Вычислить объёмные доли (φ,%) неона и аргона в смеси, если их парциальные давления составляют соответственно 203,4 и 24,6 кПа.
15. Общее давление смеси аргона и водорода составляет 108,6 кПа. Какова объёмная доля аргона, если парциальное давление водорода 105,2 кПа?
16. Газовая смесь приготовлена из 3 л метана при давлении 95940 Па, 4 л водорода при давлении 83950 Па и 1 л оксида углерода (ІV) при давлении 108700 Па. Объём смеси 8 л, Определить парциальные давления газов в смеси и общее давление.
17. Смешивают 3 л азота, находящегося под давлением 95940 Па с 2 л кислорода. Объём смеси 5 л, общее давление 104200 Па. Под каким давлением был введён кислород?
18. Два баллона с кислородом вместимостью 3 и 4 л соединены между собой трубкой с краном. При закрытом кране давление кислорода в первом баллоне равно 55970 Па, а во втором — 103500 Па. Температура газа одинакова. Каким станет давление в баллонах при той же температуре, если открыть кран? Объёмом трубки пренебречь.
19. Сосуд объёмом 3,2 л разделён пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину сосуда введены 2,4 г водорода и 30 г азота, а другой половине — вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. Во время процесса поддерживается Т = 100 0 C. Какие давления установятся в обеих частях сосуда после установления равновесия?
20. В сосуде объёмом 4000 л при Т = 27 0 C находится смесь из 3 кг СО2, 1 кг N2 и 9 кг СО. Вычислить парциальные давления газов, образующих смесь и общее давление смеси.
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы
Источник
Источник
2017-05-27
Теплоизолированный сосуд, разделенный на две неравные части ($V_ = 2 л, V_ = 3 л$), наполнен идеальным газом. В первой части газ находится под давлением $p_ = 10^ Па$ при температуре $t_ = 27^ С$, во второй части — под давлением $p_ = 5 cdot 10^ Па$ и той же температуре (рис.). Найти изменение энтропии всей системы после удаления перегородки и установления равновесного состояния. Изменится ли ответ, если в объемах $V_$ и $V_$ находятся разные газы?
Рассматриваемая система изолирована — теплообмен не происходит, внешние силы не действуют. После удаления перегородки начнется заведомо необратимый самопроизвольный процесс, в результате которого во всем сосуде будет находиться однородный газ под некоторым давлением $p_$, причем $p_ $. Вся система не участвует в теплообмене, ни один из газов не совершает работы. Следовательно, в конечном состоянии суммарная внутренняя энергия системы, а значит, и средняя энергия, приходящаяся на долю одной молекулы, будут такими же, как и до удаления перегородки. Поэтому температура газа остается постоянной и равной $T_$.
Энтропия системы в результате этого необратимого процесса увеличивается. Изменение ее определяется только начальным и конечным состояниями системы. Чтобы найти это изменение, надо представить себе любой обратимый процесс, переводящий данную систему из начального состояния в конечное.
Представим себе, что сосуды разделены поршнем, который перемещается до тех пор, пока давление с обеих его сторон не станет одинаковым и равным $p_$ (газ в левой части сосуда сжимается, в правой расширяется). Чтобы процесс был изотермическим и обратимым, во-первых, должна быть нарушена теплоизоляция сосуда: газ в левой части сосуда должен отдавать теплоту, в правой — получать. Во-вторых, Рис. 63 поршень должен двигаться медленно, следовательно, на него должна действовать внешняя сила, компенсирующая результирующую силу давления газов.
После выравнивания давлений обе части газа окажутся в одинаковых равновесных состояниях; поэтому если убрать перегородку (поршень), то энтропия системы не изменится. Следовательно, искомое изменение энтропии системы равно сумме изменений энтропии каждой части газа в отдельности при описанном изотермическом перемещении поршня:
При изотермическом процессе
$delta Q_ = delta A_ = pdV = — V dp$.
[Последнее из равенств следует из того, что $d(pV) = 0$ при $pV = const$.] Тогда из уравнения (1)
Выражая в интегралах текущий объем $V$ из уравнений изотермических процессов, записанных для начального и текущего состояний, получим
Давление $p_$ может быть найдено из уравнений изотермических процессов для каждой части газа:
где $V_^$ и $V_^$ — объемы каждой части газа после выравнивания давлений, причем $V_^ + V_^ = V_ + V_$. Тогда почленное сложение уравнений (3) дает
Подставив выражение (4) в (2), находим
Если бы в объемах $V_$ и $V_$ находились разные газы, то после удаления перегородки, даже при условии, что по обе ее стороны газы находятся под одинаковым давлением $p_$, начнется необратимый самопроизвольный процесс диффузии, который приведет к выравниванию концентраций каждого из газов во всем объеме сосуда. Очевидно, что в процессе диффузии энтропия будет возрастать. Следовательно, в этом случае полное изменение энтропии системы больше значения, найденного ранее.
Чтобы рассчитать изменение энтропии в процессе диффузии, надо заменить реальный необратимый процесс таким воображаемым обратимым процессом, который приведет систему в то же самое конечное состояние. Такой процесс может быть осуществлен только с помощью полупроницаемых перегородок, т. е. перегородок, проницаемых для молекул одного газа и непроницаемых для молекул другого газа.
Источник
Источник
2017-05-27
Теплоизолированный сосуд, разделенный на две неравные части ($V_ = 2 л, V_ = 3 л$), наполнен идеальным газом. В первой части газ находится под давлением $p_ = 10^ Па$ при температуре $t_ = 27^ С$, во второй части — под давлением $p_ = 5 cdot 10^ Па$ и той же температуре (рис.). Найти изменение энтропии всей системы после удаления перегородки и установления равновесного состояния. Изменится ли ответ, если в объемах $V_$ и $V_$ находятся разные газы?
Рассматриваемая система изолирована — теплообмен не происходит, внешние силы не действуют. После удаления перегородки начнется заведомо необратимый самопроизвольный процесс, в результате которого во всем сосуде будет находиться однородный газ под некоторым давлением $p_$, причем $p_ $. Вся система не участвует в теплообмене, ни один из газов не совершает работы. Следовательно, в конечном состоянии суммарная внутренняя энергия системы, а значит, и средняя энергия, приходящаяся на долю одной молекулы, будут такими же, как и до удаления перегородки. Поэтому температура газа остается постоянной и равной $T_$.
Энтропия системы в результате этого необратимого процесса увеличивается. Изменение ее определяется только начальным и конечным состояниями системы. Чтобы найти это изменение, надо представить себе любой обратимый процесс, переводящий данную систему из начального состояния в конечное.
Представим себе, что сосуды разделены поршнем, который перемещается до тех пор, пока давление с обеих его сторон не станет одинаковым и равным $p_$ (газ в левой части сосуда сжимается, в правой расширяется). Чтобы процесс был изотермическим и обратимым, во-первых, должна быть нарушена теплоизоляция сосуда: газ в левой части сосуда должен отдавать теплоту, в правой — получать. Во-вторых, Рис. 63 поршень должен двигаться медленно, следовательно, на него должна действовать внешняя сила, компенсирующая результирующую силу давления газов.
После выравнивания давлений обе части газа окажутся в одинаковых равновесных состояниях; поэтому если убрать перегородку (поршень), то энтропия системы не изменится. Следовательно, искомое изменение энтропии системы равно сумме изменений энтропии каждой части газа в отдельности при описанном изотермическом перемещении поршня:
При изотермическом процессе
$delta Q_ = delta A_ = pdV = — V dp$.
[Последнее из равенств следует из того, что $d(pV) = 0$ при $pV = const$.] Тогда из уравнения (1)
Выражая в интегралах текущий объем $V$ из уравнений изотермических процессов, записанных для начального и текущего состояний, получим
Давление $p_$ может быть найдено из уравнений изотермических процессов для каждой части газа:
где $V_^$ и $V_^$ — объемы каждой части газа после выравнивания давлений, причем $V_^ + V_^ = V_ + V_$. Тогда почленное сложение уравнений (3) дает
Подставив выражение (4) в (2), находим
Если бы в объемах $V_$ и $V_$ находились разные газы, то после удаления перегородки, даже при условии, что по обе ее стороны газы находятся под одинаковым давлением $p_$, начнется необратимый самопроизвольный процесс диффузии, который приведет к выравниванию концентраций каждого из газов во всем объеме сосуда. Очевидно, что в процессе диффузии энтропия будет возрастать. Следовательно, в этом случае полное изменение энтропии системы больше значения, найденного ранее.
Чтобы рассчитать изменение энтропии в процессе диффузии, надо заменить реальный необратимый процесс таким воображаемым обратимым процессом, который приведет систему в то же самое конечное состояние. Такой процесс может быть осуществлен только с помощью полупроницаемых перегородок, т. е. перегородок, проницаемых для молекул одного газа и непроницаемых для молекул другого газа.
Источник
Источник
Парциальное давление после удаления перегородки
2017-05-27
Теплоизолированный сосуд, разделенный на две неравные части ($V_ = 2 л, V_ = 3 л$), наполнен идеальным газом. В первой части газ находится под давлением $p_ = 10^ Па$ при температуре $t_ = 27^ С$, во второй части — под давлением $p_ = 5 cdot 10^ Па$ и той же температуре (рис.). Найти изменение энтропии всей системы после удаления перегородки и установления равновесного состояния. Изменится ли ответ, если в объемах $V_$ и $V_$ находятся разные газы?
Рассматриваемая система изолирована — теплообмен не происходит, внешние силы не действуют. После удаления перегородки начнется заведомо необратимый самопроизвольный процесс, в результате которого во всем сосуде будет находиться однородный газ под некоторым давлением $p_$, причем $p_ $. Вся система не участвует в теплообмене, ни один из газов не совершает работы. Следовательно, в конечном состоянии суммарная внутренняя энергия системы, а значит, и средняя энергия, приходящаяся на долю одной молекулы, будут такими же, как и до удаления перегородки. Поэтому температура газа остается постоянной и равной $T_$.
Энтропия системы в результате этого необратимого процесса увеличивается. Изменение ее определяется только начальным и конечным состояниями системы. Чтобы найти это изменение, надо представить себе любой обратимый процесс, переводящий данную систему из начального состояния в конечное.
Представим себе, что сосуды разделены поршнем, который перемещается до тех пор, пока давление с обеих его сторон не станет одинаковым и равным $p_$ (газ в левой части сосуда сжимается, в правой расширяется). Чтобы процесс был изотермическим и обратимым, во-первых, должна быть нарушена теплоизоляция сосуда: газ в левой части сосуда должен отдавать теплоту, в правой — получать. Во-вторых, Рис. 63 поршень должен двигаться медленно, следовательно, на него должна действовать внешняя сила, компенсирующая результирующую силу давления газов.
После выравнивания давлений обе части газа окажутся в одинаковых равновесных состояниях; поэтому если убрать перегородку (поршень), то энтропия системы не изменится. Следовательно, искомое изменение энтропии системы равно сумме изменений энтропии каждой части газа в отдельности при описанном изотермическом перемещении поршня:
При изотермическом процессе
$delta Q_ = delta A_ = pdV = — V dp$.
[Последнее из равенств следует из того, что $d(pV) = 0$ при $pV = const$.] Тогда из уравнения (1)
Выражая в интегралах текущий объем $V$ из уравнений изотермических процессов, записанных для начального и текущего состояний, получим
Давление $p_$ может быть найдено из уравнений изотермических процессов для каждой части газа:
где $V_^$ и $V_^$ — объемы каждой части газа после выравнивания давлений, причем $V_^ + V_^ = V_ + V_$. Тогда почленное сложение уравнений (3) дает
Подставив выражение (4) в (2), находим
Если бы в объемах $V_$ и $V_$ находились разные газы, то после удаления перегородки, даже при условии, что по обе ее стороны газы находятся под одинаковым давлением $p_$, начнется необратимый самопроизвольный процесс диффузии, который приведет к выравниванию концентраций каждого из газов во всем объеме сосуда. Очевидно, что в процессе диффузии энтропия будет возрастать. Следовательно, в этом случае полное изменение энтропии системы больше значения, найденного ранее.
Чтобы рассчитать изменение энтропии в процессе диффузии, надо заменить реальный необратимый процесс таким воображаемым обратимым процессом, который приведет систему в то же самое конечное состояние. Такой процесс может быть осуществлен только с помощью полупроницаемых перегородок, т. е. перегородок, проницаемых для молекул одного газа и непроницаемых для молекул другого газа.
Источник
Газовые смеси. Закон парциальных давлений Дж. Дальтона
Пусть имеется сосуд с перегородкой. Одна часть его объёма VА заполнена газом А под давлением РА(нач.), а другая — объёмом VВ — газом В под давлением РВ(нач.). Уберём перегородку. За счёт взаимной диффузии газы перемешаются, и давление каждого в смеси уменьшится по сравнению с начальным давлением во столько раз, во сколько раз увеличивается объём, занимаемый газом. По закону Бойля-Мариотта:
Конечное давление газа в смеси — парциальное давление — это та часть общего давления газовой смеси, которая приходится на долю данного газа. При отсутствии химических взаимодействий общее давление идеальной газовой смеси равно сумме парциальных давлений всех входящих в неё газов.
В нашем случае Р = рА парц. + рВ парц. или в общем виде:
По закону Дальтона парциальное давление газа в смеси равно тому давлению, которым обладал бы данный газ, если бы при той же температуре он занимал объём всей смеси.
Состав газовых смесей может быть выражен:
а) массовыми долями:
б) мольными (молярными) долями:
в) Объёмными долями:
Т.к. V = Vm × n, где Vm— молярный объём газа при заданных условиях, то
Общее давление газов в смеси по закону Дальтона Р = Σрі , поэтому парциальное давление газа в смеси можно рассчитать по формуле:
Если известны массы газов в смеси и температура смеси, то общее давление рассчитывают по уравнению состояния идеального газа.
Пример 2. В закрытом сосуде ёмкостью 3 л смешаны 0,5 л азота с начальным давлением 103,5 кПа и 2,5 л водорода с начальным давлением 93,7 кПа. Определить парциальные давления газов и общее давление смеси.
После смешивания давление каждого газа в смеси (парциальное давление) по сравнению с исходным давлением уменьшится во столько раз, во сколько увеличивается объём, занимаемый газом:
рН2 парц. = 2,5 /3 93,7 кПа = 78,08 кПа.
По закону Дальтона общее давление есть сумма парциальных давлений:
Пример 3. В баллоне вместимостью 20 л при 18 0 С находится смесь из 28 г кислорода и 24 г аммиака. Определить парциальные давления каждого из газов и общее давление смеси.
Решение:
Общее давление газовой смеси можно рассчитать по уравнению Менделеева- Клапейрона: РV= nRT, где n — суммарное количество вещества в газовой смеси. Для нахождения n необходимо рассчитать количество О2 и NH3 : n= m /м
Парциальное давление газов в смеси пропорционально их объёмной доле в смеси φ или мольной доле χ:
Решение удобно оформить в виде таблицы:
| Компонент | m, г | М, г/моль | ni = mi/Мi | φ i=ni/n | рi парц = φi Р(общ.) |
| О2 | 0.88 | 0,38 | |||
| NH3 | 1.41 | 0,62 | |||
| Газовая смесь | 2,29 | 1,00 | 271*) |
*) Р(общ.) = n(общ.) RT/V(общ.) = 2,29 8,314 291/0,02 = 271 кПа .
Задачи для самостоятельного решения
14. Вычислить объёмные доли (φ,%) неона и аргона в смеси, если их парциальные давления составляют соответственно 203,4 и 24,6 кПа.
15. Общее давление смеси аргона и водорода составляет 108,6 кПа. Какова объёмная доля аргона, если парциальное давление водорода 105,2 кПа?
16. Газовая смесь приготовлена из 3 л метана при давлении 95940 Па, 4 л водорода при давлении 83950 Па и 1 л оксида углерода (ІV) при давлении 108700 Па. Объём смеси 8 л, Определить парциальные давления газов в смеси и общее давление.
17. Смешивают 3 л азота, находящегося под давлением 95940 Па с 2 л кислорода. Объём смеси 5 л, общее давление 104200 Па. Под каким давлением был введён кислород?
18. Два баллона с кислородом вместимостью 3 и 4 л соединены между собой трубкой с краном. При закрытом кране давление кислорода в первом баллоне равно 55970 Па, а во втором — 103500 Па. Температура газа одинакова. Каким станет давление в баллонах при той же температуре, если открыть кран? Объёмом трубки пренебречь.
19. Сосуд объёмом 3,2 л разделён пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину сосуда введены 2,4 г водорода и 30 г азота, а другой половине — вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. Во время процесса поддерживается Т = 100 0 C. Какие давления установятся в обеих частях сосуда после установления равновесия?
20. В сосуде объёмом 4000 л при Т = 27 0 C находится смесь из 3 кг СО2, 1 кг N2 и 9 кг СО. Вычислить парциальные давления газов, образующих смесь и общее давление смеси.
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы
Источник
Парциальное давление после удаления перегородки
Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой — 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинаковая и остаётся постоянной. Выберите два верных утверждения, описывающих состояние газов после установления равновесия в системе.
1) Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза меньше, чем аргона.
2) Отношение давления газов в правой части сосуда к давлению газа в левой части равно 1,5.
3) В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.
4) Внутренняя энергия гелия и аргона одинакова.
5) В результате установления равновесия давление в правой части сосуда увеличилось в 3 раза.
Перегородка проницаема только для молекул гелия, поэтому в результате установления равновесия парциальное давление гелия в левой части будет равно парциальному давлению гелия в правой части. Давление газа можно вычислить по формуле:
Парциальные давления гелия в левой и правой части одинаковы, одинаковы температуры и объёмы частей, следовательно, одинаковы и количества вещества гелия в левой и правой частях сосуда, то есть в левой и правой части сосуда будет содержаться по 2 моля гелия.
Найдём связь концентрации и количества вещества:
То есть концентрации и количества вещества зависят прямо пропорционально друг от друга, также заметим, что чем больше количество вещества, тем больше и количество молекул.
Найдём количество вещества аргона:
Используя полученное выше, рассмотрим данные в задании утверждения.
1) Концентрация гелия в два раза больше концентрации аргона в правой части сосуда. Утверждение 1 неверно.
2) Найдём отношение давлений газов в правой и левой частях сосуда:
здесь — количество вещества гелия в правой части, количество вещества гелия в левой части, количество вещества аргона, соответственно. Утверждение 2 верно.
3) Количество вещества газов в правой части сосуда больше количества вещества газа в левой части сосуда, следовательно, в правой части сосуда общее число молекул газа больше, чем в левой части сосуда. Утверждение 3 неверно.
4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа может быть вычислена по формуле:
Температура газов одинакова. Количество вещества гелия больше количества вещества аргона, следовательно, внутренняя энергия гелия больше внутренней энергии аргона. Утверждение 4 неверно.
5) Найдём отношение конечного давления в правой части сосуда к начальному давлению в правой части сосуда:
Утверждение 5 верно.
Источник
Источник