Răspuns :
Pentru a lucra in sistemul international de unitati standard, trebuie sa transformam unitatile de masura pentru marimile din enunt:
[tex]V_1 = 3dm^3 = 3L = 3 \times 10^{-3}\hspace{1mm}m^3\\V_1 = 5dm^3 = 5L = 5 \times 10^{-3}\hspace{1mm}m^3\\\mu_{Ar} = 40 kg/kmol = 0,04\hspace{1mm}kg/mol\\\mu_{Ne} = 20 kg/kmol = 0,02\hspace{1mm}kg/mol\\T_1 \approx t_1 + 273 = 300\hspace{1mm}K\\T_2 \approx t_2 + 273 = 400\hspace{1mm}K\\p_1 = 0,4MPa = 4 \times 10^5\hspace{1mm}Pa\\p_2 = 0,6MPa = 6 \times 10^5\hspace{1mm}Pa[/tex]
a.
Din ecuatia de stare a gazului ideal si cunoscand faptul ca un mol contine numarul lui Avogadro de molecule, obtinem pentru Argon:
[tex]p_1V_1 = \nu_1 R T_1 \implies\\\nu_1 = \frac{p_1V_1}{RT_1} = \frac{4\times 10^5 \times 3 \times 10^{-3}}{8,314 \times 300} \approx 0,481\hspace{1mm}moli\\N_{Ar} = \nu_1 \times N_A = 0,481 \times 6,022 \times 10^{23} \implies\\N_{Ar} = 2,897 \times 10^{23}\hspace{1mm}atomi[/tex]
b.
Din ecuatia de stare a gazului ideal si cunoscand relatia faptul ca densitatea este egala cu raportul dintre masa si volum, obtinem pentru Neon:
[tex]p_2V_2 = \nu_2 R T_2 = \frac{m_{Ne}}{\mu_{Ne}} RT_2 \implies\\m_{Ne} = \frac{\mu_{Ne} \times p_2\times V_2}{R \times T_2}\\\rho_{Ne} = \frac{m_{Ne}}{V_2} = \frac{\mu_{Ne} \times p_2}{R \times T_2} \implies\\\rho_{Ne} = \frac{0,02 \times 6 \times 10^5}{8,314 \times 400}\\\rho_{Ne} \approx 3,608\hspace{1mm}\frac{kg}{m^3}[/tex]
c.
Energia interna U a gazului ideal depinde doar de temperatura lui. Formula variatiei energiei interne este:
[tex]\Delta U_1 = \nu_1 \times C_v \times \Delta T = \nu_1 \times C_v \times (T_2 - T_1)\\\Delta U_1 = 0,481 \times 1,5 \times 8,314 \times (400 - 300)\\\Delta U_1 \approx 599,85\hspace{1mm}J[/tex]
d.
Din ecuatia de stare a gazului ideal pentru amestecul celor doua gaze, care acum ocupa volumul V1 + V2, iar numarul de moli este egal cu suma numarului de mol pentru fiecare gaz, obtinem:
[tex]p \times (V_1 + V_2) = (\nu_1 + \nu_2) \times R \times T_2\\\nu_1 = \frac{p_1V_1}{RT_1}\\\nu_2 = \frac{p_2V_2}{RT_2}\\\implies\\p = (\frac{p_1V_1}{T_1} + \frac{p_2V_2}{T_2}) \times \frac{T_2}{V_1+V_2}\\p = (\frac{4 \times 10^5 \times 3 \times 10^{-3}}{300} + \frac{6\times 10^5 \times 5 \times 10^{-3}}{400}) \times \frac{400}{8 \times 10^{-3}}\\p = (4+7,5) \times 5 \times 10^4\\p = 5,75 \times 10^{5}\hspace{1mm}Pa[/tex]
Observatie: temperatura T2 este aceeasi pentru ambele compartimente, inainte de deschiderea robinetului, de aceea ea nu se va modifica in procesul de amestec al celor doua gaze.
_________________
O problema interesanta cu amestec de gaze: https://brainly.ro/tema/4619633
#BAC2022 #SPJ4
Vă mulțumim că ați vizitat platforma noastră dedicată Fizică. Sperăm că informațiile prezentate v-au fost utile. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de suport suplimentar, vă rugăm să ne contactați. Vă așteptăm cu drag și data viitoare! Nu uitați să adăugați site-ul nostru la lista de favorite!