Полное условие задачи
Теплоизолированный горизонтальный сосуд разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится 2 моль гелия, а в правой – такое же количество моль аргона. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Температура гелия равна температуре аргона: 300 К. Определите отношение внутренних энергий газов по разные стороны перегородки после установления термодинамического равновесия.
Краткое условие задачи
Решение задачи
Так как сосуд теплоизолирован и начальная температура газов одинакова, то после установления равновесия температура в сосуде будет равна первоначальной:
а гелий равномерно распределится по всему сосуду. После установления равновесия в системе в каждой части сосуда окажется по 1 моль гелия:
так как согласно условию имеем:
В результате в части с аргоном окажется 3 моль смеси:
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна температуре и количеству вещества:
Распишем внутреннюю энергию для левой и правой частей сосуда после установления равновесия:
Найдем их отношение:
Подставим данные и найдем численный ответ: