Задание 1A51B6: Молекулярная физика и термодинамика

Модель: разреженные газы считаем идеальными. Система отсчёта связана с сосудом. Для расчёта состояния неподвижного газа механические оси и проекции сил не требуются: используем давление, объём и абсолютную температуру. Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж·моль⁻¹·К⁻¹; при переводе температуры используем T = t + 273 К.
1. Обе порции описываются уравнением Менделеева — Клапейрона pV = νRT. Важно сначала прочитать оси: на исходном рисунке вертикальная ось p, горизонтальная T; объёмы сосудов одинаковы.
2. Выражаем вертикальную координату через горизонтальную:
p = νRVT.
Коэффициент наклона прямой равен νR÷V. Прямая I имеет больший наклон, поэтому при одинаковых V и R количество вещества ν в первом сосуде больше.
3. Подстановка качественного условия αI > αII даёт:
νI RV > νII RV, откуда νI > νII.
Так как газ один и тот же, молярная масса M одинакова. Из m = νM следует mI > mII. При одинаковой температуре давление больше там, где больше концентрация частиц.
4. Проверка. При удвоении ν в том же объёме давление при каждой температуре удваивается: изохора становится круче. Разница давлений здесь вызвана количеством газа, а не различными объёмами сосудов.

Ответ: в сосуде I больше газа: νI > νII, mI > mII.