НЕСФ 2022, 12. клас — Задача 2. Смесване на газове

Национално есенно състезание по физика, 11 – 13 ноември 2022 г., Сливен — Тема за 12. клас (шеста възрастова група) · 11 ноември 2022 г. · 10 т.

Условие

Два контейнера са свързани с кран, който първоначално е затворен. В тях се намира един и същ идеален газ. Контейнер 1 има обем $V_1 = 60$ l. В него има неизвестно количество $n_1$ mol газ с неизвестна температура $T_1$ и налягане $p_1 = 80$ kPa. Контейнер 2 има обем $V_2 = 40$ l. В него има $n_2 = 1,5$ mol газ с неизвестни температура $T_2$ и налягане $p_2$. Контейнерите са адиабатно изолирани от околната среда (няма топлообмен между всеки един от контейнерите и околната среда). Кранът се отваря и газовете се смесват. След установяване на равновесие, температурата и налягането в двата контейнера са съответно $T = 300$ K и $p = 100$ kPa. Универсалната газова константа е $R = 8,314$ J/(mol.K) Изчислете:

а) количеството вещество $n_1$ . [2 т.]

б) температурата $T_1$; [2 т.]

в) температурата $T_2$; [2 т.]

г) налягането $p_2$. [2 т.]

д) Ако плътността на газа след установяване на равновесието е $\rho = 1,6$ kg/m$^3$, изчислете неговата моларна маса $\mu$. [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2023_12problems.pdf · официални решения: esenni_2023_12solutions.pdf