Перегородка, проницаемая для гелия
5/10Горизонтальный цилиндрический сосуд длиной \(l\) разделён на две части подвижной перегородкой. С одной стороны от перегородки содержится 1 моль кислорода, с другой — 1 моль гелия и 1 моль кислорода, а перегородка находится в равновесии. В некоторый момент времени перегородка становится проницаемой для гелия и остаётся непроницаемой для кислорода. Найти перемещение перегородки. Температура не меняется в течение всего процесса.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПосле того как гелий распределится по всему сосуду, его парциальные давления по обе стороны перегородки выровняются. Что это значит для кислорода?
Ответ\(\Delta x = \dfrac{l}{6}\).
РешениеИз условия равновесия перегородки (равенство давлений справа и слева) находим, что в начальный момент она расположена на расстоянии \(\dfrac{2l}{3}\) и \(\dfrac{l}{3}\) от концов сосуда. После того как гелий равномерно распределится по сосуду, его парциальные давления справа и слева от перегородки будут равны независимо от её положения. Поэтому перегородка расположится так, что парциальные давления кислорода справа и слева будут одинаковы. Поскольку количества вещества кислорода справа и слева одинаковы, перегородка окажется посередине. Перемещение перегородки: \[\Delta x = \frac{2l}{3} - \frac{l}{2} = \frac{l}{6}.\]
Похожие задачи
- Перегородка проницаема для аргона Росатом 2023/24, 10 кл.
- Сосуд с полупроницаемыми перегородками Ведомственная 2021/22, 10 кл.
- Газы по обе стороны мембраны «Шаг в будущее» 2022/23, 10 кл.
- Гелий и кислород в сосуде «Шаг в будущее» 2022/23, 10 кл.
- Гелий протекает мимо поршня ИОШ 2024/25, 10 кл.
- Озон в сосуде с полупроницаемой перегородкой «Шаг в будущее» 2016/17, 8 кл.