Тема . МКТ. Газовые законы

.03 Газовые процессы в трубках

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. газовые законы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29408

Цилиндр объёма V  разделён тремя подвижными поршнями на четыре отсека, объёмы которых относятся как 1 : 1 : 1 : 2 (начиная с левого). В отсеках содержатся гелий He  , неон N e  , криптон    Kr  и аргон Ar  при одинаковых температурах. Давление в сосуде p  . В некоторый момент поршни становятся полупрозрачными и начинают пропускать молекулы газов, которые были слева (левый поршень пропускает гелий, но не пропускает остальные газы, средний пропускает гелий и неон, но не пропускает криптон и аргон, правый поршень пропускает все газы, кроме аргона). Найти давление в самом правом отсеке и его объём после установления равновесия. Температуры газов не меняются.

(«Росатом», 2015, 11 )

PIC

Источники: Росатом, 2015, 11

Показать ответ и решение

Гелий будет распределен по сосуду с одинаковой концентрацией независимо от положения всех поршней. Поэтому парциальное давление гелия на все поршни (и справа и слева) будет одинаковым независимо от их положения. Поэтому при исследовании положений поршней гелий можно не учитывать. А поскольку в самом левом отсеке других газов нет, левый поршень прижмется к стенке сосуда. По аналогичным причинам при исследовании положения среднего и правого поршней можно не учитывать неон. А поскольку во втором слева отсеке, нет других газов, кроме гелия и неона (которые никак не повлияют на положение второго слева поршня, а справа от него есть криптон), второй поршень также окажется около левой стенки сосуда. Точно также около левой стенки сосуда находится и третий поршень. Поэтому объем самой правой части сосуда будет равен объему всего сосуда V  . Найдем давление газов.
Пусть количество вещества гелия в сосуде равно ν  . Тогда, очевидно, что количество вещества неона и криптона также равно ν  , аргона – 2ν  . Тогда давление газа в сосуде до прохождения газов через перегородки можно найти по закону Клапейрона-Менделеева для газа в любом отсеке

     νRT     5 νRT
p = ------ = ------.
    (V ∕5)     V

С другой стороны после установления равновесия все четыре газа будут заполнять весь объем сосуда, поэтому по закону Дальтона имеем для конечного давления газа в сосуде p
 f

     (ν + ν + ν + 2ν)RT     5νRT
pf = --------------------=  ------.
              V               V

Отсюда заключаем, что конечное давление равно начальному.
(Официальное решение Росатом)

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!