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这是一道关于气体混合的物理题目。题目给出了两个容器:容器Q含有5立方分米的氦气,压强为12千帕;容器R含有10立方分米的氖气,压强为6千帕。我们需要求出当两个容器在恒温下连通后的最终压强。
要解决这个问题,我们需要应用理想气体定律。在恒温条件下,气体的摩尔数与压强和体积的乘积成正比。对于容器Q,PV等于12乘以5等于60;对于容器R,PV等于6乘以10也等于60。这意味着两个容器中的气体摩尔数相等。
当两个容器通过管道连通时,气体会重新分布直到达到平衡。连通后的总体积变为15立方分米,氦气和氖气会均匀混合在整个系统中。由于气体总摩尔数保持不变,我们可以计算出最终的平衡压强。
现在我们来计算最终压强。首先计算连通前的总PV值:12乘以5加上6乘以10,等于60加60等于120。连通后,最终压强乘以总体积15等于120,因此最终压强等于120除以15等于8千帕。答案是A选项,8千帕。
让我们验证答案的正确性。连通前容器Q的压强是12千帕,容器R的压强是6千帕,连通后的最终压强是8千帕,这个结果合理地位于两个原始压强之间。解题方法总结:首先应用理想气体定律,在恒温条件下摩尔数与PV成正比,利用连通前后总摩尔数守恒的原理计算最终压强。因此答案是A选项,8千帕。