
В откачанный сосуд объемом V = 30 л, имеющий жесткие стенки, напустили аргона со среднеквадратичной скоростью движения атомов
и
неона со среднеквадратичной скоростью движения атомов
Какое равновесное давление установится в этом сосуде, если его теплоемкостью и теплообменом с окружающей средой можно пренебречь?
Решение. 1. При смешивании газов в сосуде и установлении равновесия будет сохраняться их суммарная внутренняя энергия U и выравниваться средняя кинетическая энергия поступательного движения их частиц — атомов аргона и неона, пропорциональная температуре T.
2. Внутренние энергии газов до смешивания равны и
а их суммарная внутренняя энергия после смешивания равна:
Поскольку то
Подставляя это выражение в предыдущую формулу для температуры, получаем:
Из уравнения состояния и закона Дальтона находим искомое давление в сосуде после смешивания газов:
Ответ:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| I. Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа, выражение для его внутренней энергии, уравнение состояния, закон Дальтона). II. Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов). III. Проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями). IV. Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: