Цилиндрический сосуд разделен легким подвижным поршнем на две части. В одной части сосуда находится аргон, в другой — гелий. Концентрация атомов аргона в 2 раза больше, чем атомов гелия. Поршень может двигаться в сосуде без трения. Определите отношение средней кинетической энергии теплового движения атома аргона к средней кинетической энергии теплового движения атома гелия при равновесии поршня.
Решение:
-
Поскольку трение между поршнем и стенками сосуда отсутствует, то он будет перемещаться до тех пор, пока давление аргона не станет равным давлению гелия.
-
Исходя из формулы связи давления от средней кинетической энергии теплового движения молекул идеального газа
зависимость между средней кинетической энергией и концентрацией молекул газа обратнопропорциональна. Учитывая, что концентрация аргона в раза больше концентрации гелия, делаем вывод, что средняя кинетическая энергия молекул гелия в раза больше, чем средняя кинетическая энергия молекул аргона.
Ответ: средняя кинетическая энергия молекул гелия в раза больше, чем средняя кинетическая энергия молекул аргона.