Пористая неподвижная перегородка расположена посередине сосуда. В его правой половине находится 2 моль аргона, а в левой – 20 г гелия. Перегородка является непроницаемой для…

Для решения этой задачи необходимо проанализировать утверждения с учётом условий задачи. Давайте рассмотрим каждое из предложенных утверждений по порядку.

1. Концентрация гелия в правой половине сосуда в 8 раз меньше концентрации аргона.

   • Концентрация газа определяется как количество молекул (или количество вещества в молях) на единицу объема. В правой половине сосуда у нас есть только аргон, а в левой половине – гелий. Для сравнения концентраций нужно знать, как распределяются газы, однако из условия известно, что перегородка пропускает только молекулы гелия. Так как в правой половине находится 2 моль аргона, а в левой 20 г гелия (что примерно равно 1 моль, учитывая, что молярная масса гелия ~4 г/моль), нельзя утверждать, что соотношение концентраций будет равным 8. Это утверждение неверно.

2. Давление газов в правой половине сосуда в 4 раза больше давления газа в левой половине.

   • Давление газов в сосуде зависит от количества вещества и температуры. В правой половине есть 2 моль аргона, в то время как в левой только 20 г гелия (1 моль). При постоянной температуре и объеме давление будет пропорционально количеству молей. Следовательно, давление в правой половине (где 2 моль) будет в 2 раза больше, чем в левой (где ~1 моль). Это утверждение неверно.

3. В правой половине сосуда общее число молекул газов больше, чем в левой половине.

   • В правой половине находится 2 моль аргона, что составляет около 4.03 × 10^23 молекул. В левой половине находится 20 г гелия, что соответствует 1 моль гелия (приблизительно 6.02 × 10^23 молекул). Поскольку количество молекул в правой половине больше, это утверждение верно.

4. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул гелия больше, чем у молекул аргона.

   • Среднеквадратичная скорость молекул газа определяется формулой: \( v_{rms} = \sqrt{\frac{3kT}{m}} \), где \( k \) – постоянная Больцмана, \( T \) – температура, а \( m \) – масса молекулы. Молекулы гелия легче, чем молекулы аргона, следовательно, среднеквадратичная скорость теплового движения молекул гелия будет больше. Это утверждение верно.

5. В результате установления равновесия давление газа в левой половине сосуда уменьшилось в 2 раза.

   • Давление в левой половине с 1 моль гелия может уменьшиться при установлении равновесия. Однако, меняется ли давление в два раза, зависит от других факторов, таких как начальное давление. Если система достигла состояния равновесия, то конечное давление в правой части будет в 2 раза больше, чем начальное давление в левой, из-за разницы в молях. Это утверждение, скорее всего, неверно.

В итоге, верными являются утверждения:

• 3. В правой половине сосуда общее число молекул газов больше, чем в левой половине.
• 4. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул гелия больше, чем у молекул аргона.