Modulul B, Subiectul al II-lea, b)

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O incintă cu pereți rigizi are volumul V = 2,493 L și conține metan (μ₁ = 16 g/mol), la presiunea p₁ = 2,0·10⁵ Pa și temperatura T = 300 K. Incinta este conectată la un cilindru cu piston prin intermediul unui tub de volum neglijabil, prevăzut cu o supapă A, ca în figura alăturată. Supapa rămâne închisă atâta timp cât presiunea din incintă este mai mare decât presiunea din cilindru și se deschide când cele două presiuni devin egale. Inițial în cilindru se află heliu (μ₂ = 4 g/mol), la presiunea p₀ = 1,0·10⁵ Pa și aceeași temperatură T, iar pistonul se află la distanța ℓ = 15 cm de căpătul cilindrului. Aria secțiunii transversale a cilindrului este S = 166,2 cm². Prin împingerea pistonului heliul este introdus din cilindru în incintă. Temperatura gazelor nu se modifică. Determinați: