При изучении явления теплообмена герметичный теплоизоли- C одноатомным идеальным газом разделили A Б 1 рованный сосуд неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели равна 20 °С. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания. 1) При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал. 2) Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К. 3) Внутренняя энергия газа в части А не изменилась. 4) В процессе теплообмена газ в сосуде А совершил работу. 5) Температура газа в части Б повысилась. Ответ:

При изучении явления теплообмена в герметичном теплоизолированном сосуде, разделенном неподвижной перегородкой на две одинаковые части (А и Б) с одноатомным идеальным газом, после нагревания газа в разных частях сосуда необходимо выбрать верные утверждения о происходящих изменениях.

1. При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал.

Газ в части А имеет температуру 303 К, что соответствует 30 °C (20 °C + 10 °C), а газ в части Б имеет температуру 20 °C. Следовательно, теплообмен будет происходить от газа с более высокой температурой (часть А) к газу с более низкой температурой (часть Б). Таким образом, утверждение 1 неверно.

2. Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К.

Изначальная температура газа в части А составляла 303 К, а в части Б - 293 К (20 °С = 293 К). После теплообмена температура должна выровняться. Равновесная температура будет средним арифметическим начальных температур:

$$\frac{303 К + 293 К}{2} = \frac{596 К}{2} = 298 К$$

Таким образом, утверждение 2 верно.

3. Внутренняя энергия газа в части А не изменилась.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре: $$U = \frac{3}{2} n R T$$, где n - количество вещества, R - газовая постоянная, T - температура. Поскольку температура газа в части А уменьшилась (от 303 К до 298 К), его внутренняя энергия также уменьшилась. Таким образом, утверждение 3 неверно.

4. В процессе теплообмена газ в сосуде А совершил работу.

Газ в сосуде А не совершает работу, так как объем сосуда постоянен. Работа газа совершается при изменении объема, что не происходит в данном случае. Таким образом, утверждение 4 неверно.

5. Температура газа в части Б повысилась.

Изначальная температура газа в части Б составляла 20 °C (293 K), а после теплообмена температура газа повысилась до 298 K, что соответствует повышению температуры. Таким образом, утверждение 5 верно.

Ответ: 2, 5