Перегородка проницаема только для молекул гелия, поэтому в результате установления равновесия парциальное давление гелия в левой части будет равно парциальному давлению гелия в правой части. Давление газа можно вычислить по формуле:

Парциальные давления гелия в левой и правой части одинаковы, одинаковы температуры и объёмы частей, следовательно, одинаковы и количества вещества гелия в левой и правой частях сосуда, то есть в левой и правой части сосуда будет содержаться по 2 моля гелия.

Найдём связь концентрации и количества вещества:

То есть концентрации и количества вещества зависят прямо пропорционально друг от друга, также заметим, что чем больше количество вещества, тем больше и количество молекул.

Найдём количество вещества неона:

Используя полученное выше, рассмотрим данные в задании утверждения.

1)

Концентрация гелия в два раза больше концентрации неона в правой части сосуда.

2)

Отношение давлений:

где – количество вещества гелия в правой части, количество вещества гелия в левой части соответственно.

3)

Количество вещества газов в правой части сосуда больше количества вещества газа в левой части сосуда, следовательно, в правой части сосуда общее число молекул газа больше, чем в левой части сосуда.

4)

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа может быть вычислена по формуле:

Температура газов одинакова. Количество вещества гелия больше количества вещества неона, следовательно, внутренняя энергия гелия больше внутренней энергии неона.

5)

Найдём отношение конечного давления в правой части сосуда к начальному давлению в правой части сосуда: