Η κινητική θεωρία και μια ανάμειξη αερίων.

Ένα οριζόντιο κυλινδρικό δοχείο χωρίζεται σε δύο μέρη Α και Β με την βοήθεια ενός λεπτού εμβόλου Ε, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. Με το έμβολο σε ισορροπία, το μέρος Α έχει όγκο V₁=V, ενώ περιέχει μια ποσότητα Ηe σε απόλυτη θερμοκρασία Τ₁. Το άλλο μέρος Β, έχει όγκο V₂=2V και  περιέχεται μια ποσότητα Αr, σε απόλυτη θερμοκρασία Τ₂=3Τ₁. Όλα τα τοιχώματα είναι θερμομονωτικά.

i) Για τους αριθμούς των μορίων των δύο αερίων ισχύει:

α) Ν₁=Ν₂,       β) Ν₁=1,5Ν₂,        γ) Ν₁=3Ν₂.

ii) Για την μέση μεταφορική κινητική ενέργεια των μορίων των δύο αερίων ισχύει:

α)  Κ₂=Κ₁,      β)  Κ₂=1,5 Κ₁,    γ)  Κ₂=3Κ₁.

Σε μια στιγμή το έμβολο αφαιρείται, οπότε μετά από λίγο τα δύο αέρια έχουν πλήρως αναμειχθεί.

iii) Η απόλυτη θερμοκρασία του αερίου μίγματος των αερίων είναι:

α) Τ=1,5Τ₁,    β) Τ= 1,8Τ₁,     γ) Τ= 2,1Τ₁.

iv) Η τελική πίεση p΄ θα είναι ίση:

α) p΄ = p,     β) p΄  =1,25p,    γ) p΄ =1,5p.

Να δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

 ή