Указание
Для
решения
задачи
необходимо
знать
определения концентрации молекул газа, средней
кинетической энергии поступательного движения
молекул идеального газа, внутренней энергии
идеального одноатомного газа. Также необходимо
знать газовые законы, уравнение Менделеева-
Клапейрона и формулу для вычисления работы
при изобарном расширении газа.
Решение
1. п. верен. Запишем для каждого из газов, находящихся в сосудах () и (), уравнения Менделеева-Клапейрона для исходного состояния,
введя обозначения: – давление газов в т. и
т. (по условию оно одинаково), и –
количества газа в сосудах () и ()
соответственно: () () Поскольку левые части этих уравнений равны,
то равны и правые части, следовательно,
Это значит, что число молекул газа в сосуде
() в раза больше числа молекул газа в
сосуде (). Пользуясь определением концентрации получаем, что что
соответствует утверждению п. (). 2. п. неверен. В конечном состоянии средняя
кинетическая энергия хаотического движения
молекул газа в сосудах () и () равна: то есть что противоречит утверждению п. 3. п. неверен. Из уравнений Менделеева-Клапейрона ()–(), написанных выше, следует,
что масса газа в сосуде () больше массы газа
в сосуде (), что противоречит
утверждению п. 4. п. неверен. Изменение внутренней энергии
газа, находящегося в сосуде (), при его
переходе из состояния в состояние и газа,
находящегося в сосуде () при переходе из
состояния
в состояние
равно
соответственно: то есть
что противоречит
утверждению п. 5. п. верен. Как видно из графиков, процессы
и – изобарные (объём прямо
пропорционален температуре
), причём
давление,
при
котором
совершается
расширение газа, одинаково для обоих сосудов
и равно
Работа, совершённая газом,
находящимся в сосуде (): Работа, совершённая газом, находящимся в
сосуде (): Это значит,
что что соответствует утверждению
п.