Термодинамика

1. Поскольку трение между поршнем и стенками сосуда отсутствует, то он будет перемещаться до тех пор, пока давление аргона не станет равным давлению гелия.

2. Исходя из формулы связи давления от средней кинетической энергии теплового движения молекул идеального газа

$$p=\frac{2}{3}n\overline{E}_{k},$$ зависимость между средней кинетической энергией и концентрацией молекул газа обратнопропорциональна. Учитывая, что концентрация аргона в $2$ раза больше концентрации гелия, делаем вывод, что средняя кинетическая энергия молекул гелия в $2$ раза больше, чем средняя кинетическая энергия молекул аргона.

Ответ: средняя кинетическая энергия молекул гелия в $2$ раза больше, чем средняя кинетическая энергия молекул аргона.

1.Кинетическая энергия одноатомного идеального газа: $$E_k=\frac{3}{2}kT$$

В процессе 1-2 кинетическая энергия увеличивается, следовательно, температура в процессе 1-2 также увеличивается. Так как в процессе 1-2 кинетическая энергия растет пропорционально объему $E_k\sim V$, то температура также увеличивается пропорционально объему, то есть $\dfrac{V}{T}=\mathrm{const}$. Тогда $$p=\frac{vRT}{V}=\mathrm{const} \quad \text{- давление не изменяется}$$

1. В процессе 2-3 $E_k$ увеличивается, значит температура увеличивается

Давление $$p=\frac{vRT}{V}$$

Температура увеличивается, а $V=\mathrm{const}$, тогда давление в процессе 2-3 увеличивается