Задание №9 — Внутренняя энергия идеального газа

Решение:

Переведём температуры в кельвины: $T_1=328\ \text{К}$, $T_2=15\ ^\circ\text{C}=288\ \text{К}$.

Сосуд теплоизолирован, перегородка неподвижна и проводит тепло, теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, количества аргона одинаковы. Аргон одноатомный, $U=\dfrac{3}{2}\nu RT$. Объёмы частей не меняются, поэтому работа не совершается, и по уравнению теплового баланса $\dfrac{3}{2}\nu R(T-T_1)+\dfrac{3}{2}\nu R(T-T_2)=0$, откуда

$T=\dfrac{T_1+T_2}{2}=\dfrac{328+288}{2}=308\ \text{К}=35\ ^\circ\text{C}$.

1) В первой части температура падает с 328 К до 308 К, значит внутренняя энергия уменьшилась. Неверно.

2) Во второй части температура растёт с 288 К до 308 К — повысилась. Верно.

3) Более нагретый газ (первая часть) отдаёт теплоту, менее нагретый (вторая часть) её получает. Верно.

4) Общая температура равна 308 К, то есть $35\ ^\circ\text{C}$, а не $25\ ^\circ\text{C}$. Неверно.

5) Перегородка неподвижна и сосуд герметичен, объём каждой части постоянен, поэтому $A=0$ — работа не совершается. Неверно.

Ответ: 23