Каково начальное давление аргона в баллоне, если он разделен перегородкой на две части: в первой части находится гелий под давлением р = 2,0·10^3 а, а во второй — аргон с числом молекул N2 = 4,0·10^20? Температуры газов одинаковые, и после удаления перегородки давление в баллоне стало р = 0,25 МПа, при этом температура осталась неизменной.

Физика Колледж Газовые законы начальное давление аргона давление гелия молекулы аргона температура газов газовая смесь физика газов уравнение состояния идеального газа изменение давления перегородка в баллоне давление после удаления перегородки

Начальное давление аргона в баллоне составляет:

0,1 МПа

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Начнем с анализа данных, которые у нас есть:

• Давление гелия (P1) = 2,0·10^3 а = 2000 а = 0,2 МПа.
• Число молекул аргона (N2) = 4,0·10^20.
• Общее давление после удаления перегородки (P_total) = 0,25 МПа.

Сначала определим объемы газов. Предположим, что объемы обеих частей одинаковы и равны V. Тогда у нас есть:

1. Для гелия: P1 * V = n1 * R * T, где n1 - количество молей гелия, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
2. Для аргона: P2 * V = n2 * R * T, где n2 - количество молей аргона.

Однако, так как у нас есть давление после удаления перегородки, мы можем использовать его для нахождения начального давления аргона (P2).

После удаления перегородки общее давление (P_total) будет равно сумме давлений обоих газов:

P_total = P1 + P2.

Зная P_total и P1, мы можем найти P2:

P2 = P_total - P1.

Подставим известные значения:

P2 = 0,25 МПа - 0,2 МПа = 0,05 МПа.

Теперь у нас есть начальное давление аргона, равное 0,05 МПа. Это значение соответствует условиям задачи и подтверждает, что мы правильно применили закон Бойля-Мариотта.

Таким образом, начальное давление аргона в баллоне составляет 0,05 МПа.