"Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г водорода, а в правой — один моль азота. Перегородка…
"Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г водорода, а в правой — один моль азота. Перегородка может пропускать молекулы водорода и является непроницаемой для молекул азота. Температура газов одинаковая и остаётся постоянной. Выберите все верные утверждения о процессах установления равновесия в системе и о состояниях газов. 1) В начальном состоянии концентрация водорода в 4 раза больше концентрации азота. 2) При проникновении в правую часть сосуда водород совершает положительную работу. 3) После установления равновесия в правой части сосуда будет находиться в 1,5 раза больше молекул, чем в левой части. 4) После установления равновесия давление газа в обеих частях сосуда одинаковое. 5) После установления равновесия внутренняя энергия газа в правой части сосуда увеличилась в 3 раза."
Классно, давай подскажу, как подойти к задаче. Построй понимание шаг за шагом.
Подсказка (ключевые идеи):
- Сначала посчитай начальные количества молей:
- H2 слева: 8 г / 2 г/моль = 4 моль.
- N2 справа: 1 моль. Объемы левой и правой части равны, температура постоянна.
- Что происходит при проходе H2 через пористую перегородку, которая непроницаема для N2, и при равных V и T на обеих сторонах? В равновесии должен быть равный химический потенциал H2 слева и справа. Для идеальных газов это равенство частичных давлений H2: p_H2,лев= p_H2,прав. Так как V_L = V_R, это означает, что n_H2,лев и n_H2,прав должны быть равны. Поэтому после установления равновесия H2 распределится поровну: по 2 моль слева и 2 моль справа.
- Остальные моли на каждой стороне:
- Справа: 2 моль H2 + 1 моль N2 = 3 моль.
- Слева: 2 моль H2.
- Давление: на левом P_L = (2 RT)/V, на правом P_R = (3 RT)/V. Давления разные, потому что на правой стороне есть N2, который не проходит через перегородку.
- Энергия: для диатомических газов U = (5/2) nRT. Изначально правая часть содержала только N2, т.е. U1 = (5/2)·1·RT. После установления равновесия справа будет 3 моль газов (2 H2 и 1 N2), значит U2 = (5/2)·3·RT. Соотношение U2/U1 = 3.
Если хочешь, могу разобрать каждое утверждение по пунктам и показать формулы прямо для них. Нужна более подробная распаковка или хватит такого уровня подсказки?
Поставь лайк или дизлайк, чтобы я понял, как помочь дальше.
