Question

Теплоизолированный сосуд разделен теплоизолирующей перегородкой на 2 равные части. В одной части находится 40 г газа аргона при температуре 300 К, а в другой — столько же газа неона при температуре 600 К. Найдите температуру смеси газов после удаления перегородки.

Answer 1

Так как потерь энергии нет то U = U1 +U2    U1=3/2 *m1/M1   *   T1
(m1/M1 +m2/M2) *T  = m1*T1/M1   + m2*T2/M2
T= (m1*T1/M1  + m2*T2/M2)/(m1/M1    + m2/M2)
m -  массы газов
M - молярные массы
вычисления сами мы таблицу умножения плохо знаем

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения энергии. Поскольку сосуд теплоизолирован, то обмен теплом между двумя его частями и окружающей средой отсутствует.

Известно, что в одной части сосуда находится 40 г газа аргона при температуре 300 К, а в другой части — 40 г газа неона при температуре 600 К. После удаления перегородки газы смешаются, и образуется равновесная смесь.

Для нахождения температуры смеси газов можно использовать закон сохранения энергии в форме:

m₁ * c₁ * ΔT₁ + m₂ * c₂ * ΔT₂ = 0,

где m₁ и m₂ - массы газов в разных частях сосуда (в данном случае они равны 40 г), c₁ и c₂ - удельные теплоемкости аргона и неона соответственно, ΔT₁ и ΔT₂ - изменение температур газов от исходных значений до температуры смеси.

Удельные теплоемкости аргона и неона можно найти в литературе или использовать следующие значения: c₁ = 0.52 кДж/(кг * К), c₂ = 1.03 кДж/(кг * К).

Подставляя известные значения в уравнение, получим:

40 г * 0.52 кДж/(кг * К) * (T - 300 К) + 40 г * 1.03 кДж/(кг * К) * (T - 600 К) = 0.

Решая это уравнение относительно T, найдем температуру смеси газов после удаления перегородки.

Выполняя вычисления, получим:

20.8 кДж/К * T - 12.48 кДж = -40.8 кДж/К * T + 24.48 кДж.

61.6 кДж/К * T = 36.96 кДж.

T = 36.96 кДж / 61.6 кДж/К.

T ≈ 0.6 К.

Таким образом, температура смеси газов после удаления перегородки будет около 0.6 К.