Termodynamika - zbiorniki

[Tomson1]

Cześć, czy ktoś mi może wytłumaczyć zadanie?
Izolowany cieplnie zbiornik jest podzielony nieruchomą ścianką przewodzącą ciepło na dwie części o objętościach V1=0,5m3 i V2=0,8m3. W pierwszej części znajduje się azot pod ciśnieniem p1=1,2∗10^5Pa, o początkowej temperaturze T1=300K, w drugiej tlen pod ciśnieniem p2=1,0∗10^5Pa, o początkowej temperaturze T2=400K. Oba gazy potraktuj jako doskonałe.
a) Wyprowadź wzór na wspólną temperaturę gazów (po przekazaniu ciepła) i oblicz jej wartość liczbową. Ciepła molowe obu gazów w stałych objętościach są jednakowe.
b) Jaką postać przyjmie ten wzór, gdy (1) V1=V2, a ciśnienia i temperatury będą takie same jak poprzednio, (2) V1=V2,p1=p2, a początkowe temperatury będą takie jak poprzednio. Oblicz wartości liczbowe wyników.
c) W przypadku a) oblicz ciśnienie tlenu i azotu po przekazaniu ciepła.

Jak w zbiorniku wyrównuje sie temperatura? Czy w każdym przypadku ona sie wyrównuje?

[maestrozi]

Najistotniejsza wskazówka zawarta jest w podpunkcie a) zadania - ciepła molowe tych gazów są jednakowe w stałej objętości. To pozwoli uprościć tę wartość w kolejnych przekształceniach. Zacząć należy od zapisania wzoru na ciepło gazu \(Q = cv * n * \Delta T\), gdzie cv to ciepło molowe gazu w stałej objętości, n to liczba moli gazu, natomiast \(\Delta T\) to zmiana temperatury. Liczbę moli gazu łatwo wyznaczyć, korzystając ze wzoru Clapeyrona \(p * v = n * R * T\). Ciśnienie, objętość oraz temperatura początkowa dla każdego gazu dana jest w treści zadania. Gaz o wyższej temperaturze ma większą energię, przez co będzie starał się oddawać ciepło, aż do chwili, gdy temperatury obu gazów będą jednakowe. Jednocześnie drugi gaz będzie chciał to ciepło pobrać. Ilość ciepła oddanego i pobranego muszą być sobie równe. Oczywiście \(\Delta T\) to nic innego, jak różnica pomiędzy temperaturą końcową(wspólną dla obu gazów) oraz temperaturą początkową, a właściwie wartość bezwzględna. Rozwiązanie dalszej części zadania sprowadza się do odpowiedniego uproszczenia wzoru wyjściowego.

[korki_fizyka]

Jak w zbiorniku wyrównuje sie temperatura? Czy w każdym przypadku ona sie wyrównuje?

Normalnie, każdy stan dąży do równowagi termodynamicznej, cząsteczki uśredniają swoje energie po dostatecznie długim czasie. Tak