Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на

Условие

Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой — аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона — 900 К; объемы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Поршень медленно перемещается без трения. Теплоемкость поршня и цилиндра пренебрежимо мала. Чему равно отношение внутренней энергии гелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальный момент?

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Гелий и аргон можно описывать моделью идеального одноатомного газа, внутренняя энергия U которого пропорциональна температуре Т и числу молей ν:U=32\nuRT\nu: U = \frac{3}{2} \nuRT .2. Связь между температурой, давлением и объемом идеального газа можно получить с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева: pV=\nuRTpV = \nuRT . Поршень в цилиндре находится в состоянии механического равновесия, так что давление газов в любой момент одинаково. В начальный момент объемы газов одинаковы, и уравнение Клапейрона — Менделеева приводит к связи между начальными температурами гелия и аргона Т1Т_1 и Т2Т_2 и числом молей этих газов ν1\nu_1 и ν2\nu_2 : ν1T1=ν2T2\nu_1T_1 = \nu_2T_2 .

Осталось ещё 2 шага

  1. Поскольку цилиндр теплоизолирован, а работа…

  2. Отношение внутренней энергии гелия в конце…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»