
В жёстком теплоизолированном сосуде находится ν1 = 1 моль гелия со среднеквадратичной скоростью движения его атомов, равной υ1 = 1400 м/с. В сосуд добавили ν2 = 0,8 моля гелия с температурой T2 = 350 К. Какая температура T гелия установится в сосуде при достижении состояния термодинамического равновесия?
Решение. 1. Порции гелия, помещённые в жёсткий теплоизолированный сосуд, не совершают работу и не обмениваются количеством теплоты с окружающей средой, поэтому из первого закона термодинамики следует, что их суммарная внутренняя энергия сохраняется:
2. Выражения для внутренней энергии двух порций одноатомного идеального газа имеют вид:
3. Для дальнейших расчётов необходимо найти температуру связанную со среднеквадратичной скоростью
движения атомов гелия:
откуда
4. Газы в сосуде после перемешивания и установления равновесия приобретут искомую температуру T, так что
и
Ответ:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; 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) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. 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 нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 |
| Максимальный балл | 2 |
PDF-версии: