ترمودينامک و گاز ايده آل...سؤال همراه با جواب
سؤال
يک محفظه با حجم V بوسيله‌ي غشاهاي نيمه تراوا به سه قسمت مساوي تقسيم شده است (شکل). قسمت چپ، وسط، راست به ترتيب mH2=30gr از هيدروژن، mO2=160gr از اکسيژن، و mN2=70gr از نيتروژن پُر شده است. غشاي سمت چپ فقط به هيدروژن و غشاي سمت راست به هيدروژن و نيتروژن اجازه عبور مي‌دهند. بعد از رسيدن به حالت تعادل، فشار چقدر است؟ محفظه در دماي ثابت ۳۰۰ کلوين نگهداشته مي‌شود.
جواب
هيدورژن به‌صورت يکنواخت در تمام ظرف پراکنده مي‌شود، و در کُل سه قسمت ظرف، فشار هيدروژن برابر است با:
اگر يک گاز در يک غشاء نقود کند، فشار آن در دو طرف غشاء يکسان خواهد بود. نيتروژن فقط از طريق غشاء سمت راست مي‌تواند پخش شود. بنابراين فقط قسمت‌هاي راست و وسط ظرف را پُر مي‌کند. با داشتن حجم 2/3V فشار نيتروژن برابر است با:
اکسيژن از طريق غشاء پخش نمي‌شود و فشار آن در قسمت وسط ظرف برابر است با:
بنابر قانون دالتون، فشار در يک قسمت از ظرف برابر حاصل جمع فشارهاي جزئي گازهاي درون ظرف است:
