Задачи › Газовые смеси, парциальные давления

Смешивание газов в теплоизолированном сосуде

  1. Смешивание газов в теплоизолированном сосуде

    Физтех 2018/19, 10 кл.
    3/10

    Теплоизолированный цилиндр объёмом \(V\) разделён на две части перегородкой. В одной части находится водород в количестве \(\nu\) при температуре \(T_1\), а в другой — азот в количестве \(1{,}5\nu\) при температуре \(\dfrac{5}{4}T_1\) и другом давлении. Перегородка прорывается.

    1. Какая температура \(T_2\) установится в смеси?

    2. Найти давление \(P\) в смеси.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Теплообмена с внешней средой и работы нет, поэтому полная внутренняя энергия смеси сохраняется. Внутренняя энергия смеси равна сумме внутренних энергий её компонентов.

    Ответ

    1) \(T_2=1{,}15\,T_1\);  2) \(P=2{,}875\,\dfrac{\nu RT_1}{V}\).

    Решение

    \(U=\text{const}\).

    1) \(U=\dfrac{5}{2}R\nu T_1+\dfrac{5}{2}R\cdot1{,}5\nu\cdot\dfrac{5}{4}T_1=\dfrac{115}{16}\,\nu RT_1\); \(U=2{,}5\,\nu\,C_{V\text{см}}\,T_2\), \(C_{V\text{см}}=\dfrac{5}{2}R\); \(U=6{,}25\,\nu RT_2\); откуда \(T_2=1{,}15\,T_1\).

    2) \(P=\dfrac{2{,}5\,\nu RT_2}{V}=2{,}875\,\dfrac{\nu RT_1}{V}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи