В закрытом сосуде с жесткими стенками находится 0,2 моля аргона. Из сосуда выпускают половину газа и накачивают в сосуд взамен 0,1 моля гелия, поддерживая температуру неизменной.
Определите, как в результате этого изменяются следующие физические величины: концентрация атомов газа в сосуде, удельная теплоемкость содержимого сосуда. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Концентрация атомов газа в сосуде | Удельная теплоемкость содержимого сосуда |
В описанном процессе количество молей газа и объем сосуда остаются постоянным, следовательно, концентрация атомов газа в сосуде не изменяется.
Теплоемкость фиксированной массы газа может быть найдена как
Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил: 
Поскольку, согласно условию, газ находится в закрытом сосуде и его объем постоянен, то он не совершает работы, а значит, все тепло идет на изменение внутренней энергии
Масса газа связана с количеством вещества и молярной массой 
Так как молярная масса гелия меньше молярной массы аргона, то общая масса газа после замены будет меньше. Это приведет к тому, что удельная теплоемкость содержимого сосуда увеличится.
Ответ: 31.