Изменение объема аргона при установлении теплового равновесия
Какое изменение произойдет в объеме, занимаемом аргоном, после установления теплового равновесия в теплоизолированном
Какое изменение произойдет в объеме, занимаемом аргоном, после установления теплового равновесия в теплоизолированном цилиндре, разделенном подвижным теплопроводящим поршнем на две части? Учитывая, что при начальном состоянии температура гелия составляет 300 К, а температура аргона — 600 К, а также что объемы, занимаемые газами, одинаковы, и поршень находится в равновесии, определите во сколько раз изменится объем, занимаемый аргоном, если поршень движется без трения? Обратите внимание, что в данной задаче предполагается, что теплоемкости цилиндра и поршня можно пренебречь.
12.12.2023 14:08
Написать свой ответ:
Объяснение:
При установлении теплового равновесия между газами, объемы их займут такие значения, чтобы температуры и давления газов стали одинаковыми. Поскольку начальные объемы гелия и аргона равны, а поршень находится в равновесии, объем, занимаемый каждым газом, будет равным половине объема цилиндра.
Для определения изменения объема аргона, можно использовать закон Бойля-Мариотта, согласно которому произведение давления и объема газа остается постоянным при постоянной температуре. Изначально давление аргона выше, чем давление гелия, поэтому при установлении теплового равновесия давления газов сравняются, и объем, занимаемый каждым газом, изменится.
Поскольку теплоемкости цилиндра и поршня можно пренебречь, изменение объема аргона определится отношением его начального объема к объему гелия после установления равновесия.
Демонстрация:
Изначально объем аргона равен половине объема цилиндра. После установления теплового равновесия, объем гелия также станет равен половине объема цилиндра. Таким образом, объем аргона изменится в два раза.
Совет:
Для лучшего понимания данного принципа, рекомендуется изучить закон Бойля-Мариотта и понятия теплового равновесия и равновесия газов. Также полезно понять, как давление и объем влияют на состояние газа при заданной температуре.
Дополнительное задание:
У тебя есть закрытый контейнер с кислородом и азотом. Изначально объем кислорода составляет 3 литра, а объем азота - 5 литров. Если тепловое равновесие установится, и объем азота станет 7 литров, какой будет объем кислорода?