Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две равные части. В первую часть поместили некоторое количества аргона при температуре 328 К, а во вторую — такое же количество аргона при температуре 15 °С. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с аргоном при переходе к тепловому равновесию.

Решение:

Теплообмен происходит между двумя частями сосуда, так как они изначально имеют разную температуру (328 К и 15 °С), а перегородка теплопроводна. Сосуд в целом теплоизолирован, поэтому тепло не выходит наружу и не поступает извне.

1. Температура газа во второй части сосуда повысилась. Изначально температура во второй части ниже, чем в первой. При теплообмене тепло будет переходить от более горячего газа к более холодному. Следовательно, температура газа во второй части сосуда будет повышаться до достижения теплового равновесия. (Верно)
2. Внутренняя энергия газа в первой части сосуда увеличилась. В первой части газ имеет более высокую температуру. При теплообмене он будет отдавать тепло второй части, поэтому его температура будет понижаться, а внутренняя энергия уменьшаться. (Неверно)
3. При теплообмене газ в первой части сосуда отдавал теплоту, а газ во второй части сосуда её получал. Так как газ в первой части сосуда имеет более высокую температуру, он будет отдавать тепло газу во второй части, который имеет более низкую температуру. (Верно)
4. Через достаточно большой промежуток времени температура газов в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 25 °С. 25 °С = 25 + 273 = 298 К. Начальные температуры 328 К и 15 °С (288 К). Средняя температура будет \( \frac{328+288}{2} = \frac{616}{2} = 308 \) К. 308 К = 308 - 273 = 35 °С. Значит, температура равновесия будет выше 25 °С. (Неверно)
5. В результате теплообмена газ в первой части сосуда совершил положительную работу. Процесс происходит в сосуде неизменного объёма (так как части сосуда разделены неподвижной перегородкой), поэтому объём газа не меняется, и газ не совершает работу. Работа газа равна нулю. (Неверно)

Ответ: 1, 3