Задание 9 ЕГЭ по физике · задача C02CAB
Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. 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 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 увеличилось в 3 раза. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 25 (верны: 2, 5)
Разбор
Гелий свободно проходит через перегородку, а аргон — нет. Поэтому при установлении равновесия гелий распределится поровну: по 2 моль в каждой половине сосуда. Аргон (1 моль) останется в правой части.
Левая часть: 2 моль гелия в объёме V.
Правая часть: 2 моль гелия + 1 моль аргона $= 3$ моль в объёме V.
Температура постоянна, поэтому давление пропорционально количеству вещества: $P = nRT/V$.
Отсюда $P_{\text{прав}}$ / $P_{\text{лев}}= 3/2 = 1,5$ — утверждение 2 верно.
Начальное давление аргона в правой части — RT/V. После диффузии гелия оно стало 3RT/V, то есть выросло в 3 раза — утверждение 5 верно.
Остальные варианты неверны: концентрация гелия справа вдвое больше, чем аргона; молекул справа больше; внутренняя энергия гелия и аргона различается из-за разного количества вещества.
Левая часть: 2 моль гелия в объёме V.
Правая часть: 2 моль гелия + 1 моль аргона $= 3$ моль в объёме V.
Температура постоянна, поэтому давление пропорционально количеству вещества: $P = nRT/V$.
Отсюда $P_{\text{прав}}$ / $P_{\text{лев}}= 3/2 = 1,5$ — утверждение 2 верно.
Начальное давление аргона в правой части — RT/V. После диффузии гелия оно стало 3RT/V, то есть выросло в 3 раза — утверждение 5 верно.
Остальные варианты неверны: концентрация гелия справа вдвое больше, чем аргона; молекул справа больше; внутренняя энергия гелия и аргона различается из-за разного количества вещества.