Задача 80180 9) При изучении явления теплообмена...

66758a5f4a6eb928f58e676d

6/25/2025 10:38:12 AM

9) При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили непроводящей перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна 303 К, а в части Б равна 20 °С. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания.

1) При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал.
2) Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К.
3) Внутренняя энергия газа в части А не менялась.
4) В процессе теплообмена газ в сосуде А совершил работу.
5) Температура газа в части Б повысилась.

Ответ: ____________________________.

68501b46d00c766c9c688611

6/25/2025 10:38:50 AM

★

После прекращения нагревания сосуд остаётся теплоизолированным, следовательно суммарная внутренняя энергия газа не изменяется.

U = (3/2) nRT (одноатомный идеальный газ, объёмы обеих частей остаются постоянными – перегородка неподвижна).

1. Начальные температуры
T₁(A) = 303 К, T₁(Б) = 20 °C = 293 К.
Горячее находится слева, значит тепло переходит из А в Б; газ в Б тепло получает, а не отдаёт.
Утверждение 1 неверно.

2. Пусть в каждой части по n молей газа. Сохранение внутренней энергии:

(3/2)nR[303 + 293] = (3/2)nR·2T₂ ⇒ 2T₂ = 596 К ⇒ T₂ = 298 К.

Через достаточно большое время обе половины действительно будут иметь одинаковую температуру 298 К.
Утверждение 2 верно.

3. В А температура упала с 303 до 298 К ⇒ внутренняя энергия уменьшилась.
Утверждение 3 неверно.

4. Объёмы частей не меняются (перегородка и стенки неподвижны) ⇒ dV = 0 ⇒ работа PdV не совершается.
Утверждение 4 неверно.

5. В Б температура возросла с 293 до 298 К.
Утверждение 5 верно.

Правильные утверждения: 2, 5.