Цилиндрический сосуд разделён лёгким подвижным теплоизолирующим поршнем на две части. В одной части сосуда находится аргон, в другой – неон. Концентрация молекул газов одинакова. Определите отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона к средней кинетической энергии теплового движения молекул неона, когда поршень находится в равновесии.

Решение:

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального одноатомного газа определяется формулой:

\[ E_{к} = \frac{3}{2} kT \]

где \( k \) — постоянная Больцмана, \( T \) — абсолютная температура газа.

В условии сказано, что поршень находится в равновесии. Это означает, что давления газов в обеих частях сосуда одинаковы, и температура в обеих частях сосуда также одинакова, так как теплообмен между частями через подвижный поршень происходит до достижения теплового равновесия.

Поскольку концентрация молекул газов одинакова, а температура в обеих частях сосуда одинакова, то средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона равна средней кинетической энергии теплового движения молекул неона.

Отношение средней кинетической энергии молекул аргона к средней кинетической энергии молекул неона равно:

\[ \frac{E_{к, аргон}}{E_{к, неон}} = \frac{\frac{3}{2} kT}{\frac{3}{2} kT} = 1 \]

Ответ: 1