Задача по МКТ, термодинамике №56

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 = 3  моль гелия при температуре T1 = 350  К, во втором ν2 = 2  моль аргона при температуре T2 = 400  К. Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии давление в сосудах становится p =6  кПа. Определите объём V  одного сосуда. Объёмом трубки пренебречь.

Так как сосуды теплоизолированные, а газ не совершает работы, то изменение внутренней энергии равно 0, то есть

U1+ U2 =U   (1)

где U1  – внутренняя энергия первого сосуда, U2  – внутренняя энергия второго сосуда, U  – внутренняя энергия сосудов после открытия краника.
Внутренняя энергия равна:

U = 3νRT,     2

где ν  – количество вещества, T  – температура газа.
тогда уравнение (1) запишется вв иде

3       3        3 2ν1RT1+ 2ν2RT2 = 2 (ν1+ ν2)RT

Отсюда установившаяся температура

T = ν1T1+-ν2T2-       ν1+ ν2

По уравнению Клапейрона – Менделеева

p2V = (ν + ν )RT        1   2

Отсюда объем одного сосуда

V = (ν1T1+-ν2T2)R-= (3-моль⋅350-К-+2-моль⋅400 К-)⋅8,31-Дж/(моль⋅ К) ≈ 1,28 м3           2p                        2⋅6⋅103 П а
Оцените статью
Я решу все!