Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г водорода, а в правой — 28 г азота. Перегородка может пропускать молекулы водорода и является непроницаемой для молекул азота. Температура газов одинаковая и остается постоянной. Выберите все верные утверждения о процессах установления равновесия в системе и о состояниях газов.
1. После установления равновесия в левой части сосуда будет находиться в 1,5 раза меньше молекул, чем в правой части.
2. Суммарная внутренняя энергия водорода остается неизменной.
3. В начальном состоянии концентрация водорода меньше, чем концентрация азота.
4. В процессе установления равновесия давление в правой части сосуда возрастает в 3 раза.
5. После установления равновесия внутренняя энергия газа в левой части сосуда уменьшилась в 3 раза.
1. Верно. Число молекул водорода в левом сосуде станет равным:
Очевидно, в правом сосуде молекул больше, чем в левом.
2. Верно. Поскольку количество вещества водорода и его температура не изменились, то суммарная внутренняя энергия тоже не изменилась.
3. Неверно. Концентрация молекул может быть найдена по формуле:
Тогда отношение концентрации водорода к концентрации азота:
4. Верно. В начальном состоянии давление в правой части сосуда было равно:
В конечном:
Тогда отношение давлений:
5. Неверно. После установления равновесия в левом сосуде останется половина водорода, при этом температура будет неизменной. Поэтому внутренняя энергия в левом сосуде уменьшится в 2 раза.
Ответ: 124.

