СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 30 № 7935

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. Объём каждого сосуда V = 1 м3. В первом сосуде находится ν1 = 1 моль гелия при температуре T1 = 400 К; во втором — ν2 = 3 моль аргона при температуре Т2. Кран открывают. После установления равновесного состояния давление в сосудах р = 5,4 кПа. Определите первоначальную температуру аргона T2.

Решение.

1. Поскольку в указанном процессе газ не совершает работы и система является теплоизолированной, то в соответствии с первым законом термодинамики суммарная внутренняя энергия газов сохраняется:

 

 

где T — температура в объединённом сосуде в равновесном состоянии после открытия крана.

2. В соответствии с уравнением Клапейрона — Менделеева для конечного состояния можно записать:

 

 

Исключая из двух записанных уравнений конечную температуру T, получаем искомое выражение для начальной температуры аргона:

 

 

Ответ:

Источник: ЕГЭ 20.06.2016 по физике. Основная волна. Ва­ри­ант 428. (Часть С)
Спрятать решение · ·
Елизавета 24.07.2016 22:26

Здравствуйте! Правильно ли будет решить задачу, рассуждая следующим образом:

Равновесное состояние газов достигается при условии равенства давлений у обоих газов. То есть, конечное давление в сосудах будет равно суммарному давлению системы до открытия клапана, деленное на количество сосудов. Начальное давление газов можно найти из уравнения Кла­пей­ро­на — Мен­де­ле­е­ва. Таким образом, конечное уравнение будет иметь вид:

T2=(2p-vRT1)/v2R. Результатом будут те же 300 К.

Возможен такой вариант решения?

Антон

Если бы температуры газов были одинаковы, то можно было бы сразу написать, что ко­неч­ное дав­ле­ние в со­су­дах равно начальному сум­мар­но­му дав­ле­нию компонент до от­кры­тия кла­па­на, де­лён­ному на ко­ли­че­ство со­су­дов.

При разных же начальных температурах получается, что после открытия клапана парциальное давление каждого газа уменьшится не в 2 раза, поскольку их температуры изменились. У одного газа температура повысилась, у другого понизилась, значит, у одного газа давление уменьшилось меньше чем в 2 раза, у другого — больше чем в 2 раза. И уже не очевидно, что конечное суммарное давление равно сумме начальных, делённых ровно на 2.