М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
tizhurist
tizhurist
18.11.2020 17:10 •  Физика

решить вот эту задачу первый хороший ответ помечу как лучший это + )

Стеклянный сосуд с толщиной стенок 5 мм и объѐмом 1 л наполнен азотом и окружѐн вакуумом. В стенке сосуда образовался узкий цилиндрический канал радиуса 0,1 мм. Начальное давление газа в сосуде настолько мало, что радиус канала пренебрежимо мал по сравнению с длиной свободного пробега молекул газа. Определить, за какое время концентрация молекул в сосуде уменьшится в 10 раз, если температура поддерживается постоянной и равной 300 К.

👇
Ответ:
kate807
kate807
18.11.2020
Для решения данной задачи, нам понадобятся знания о законе Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной температуре, давление обратно пропорционально объему газа.

Итак, у нас есть стеклянный сосуд с толщиной стенок 5 мм и объемом 1 л (1000 см³), наполненный азотом и окруженный вакуумом. В стенке сосуда образовался узкий цилиндрический канал радиуса 0,1 мм (0,01 см).

По условию, радиус канала пренебрежимо мал по сравнению с длиной свободного пробега молекул газа. Это значит, что молекулы газа не будут сталкиваться со стенками канала, а будут двигаться в нем свободно.

Нам нужно определить, за какое время концентрация молекул в сосуде уменьшится в 10 раз. Концентрация газа определяется числом молекул в единице объема, то есть, количество молекул деленное на объем.

Давайте обозначим:
- N1 - начальное количество молекул газа в сосуде
- N2 - конечное количество молекул газа в сосуде (уменьшится в 10 раз)
- V1 - начальный объем газа в сосуде (1 л = 1000 см³)
- V2 - конечный объем газа в сосуде (уменьшится в 10 раз)
- t - искомое время

Так как мы имеем дело с идеальным газом, то мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Мы можем выразить количество молекул газа через количество вещества (N = n * N_A, где N_A - постоянная Авогадро), а также объем через радиус: V = π * r^2 * l, где π - число Пи, r - радиус канала, l - длина канала.

Также, нам даны следующие значения:
- начальное давление газа (P1) - эту величину мы не знаем и нам она не понадобится для решения задачи, так как мы ищем время, а не давление.

Мы можем провести следующие преобразования уравнения состояния идеального газа:
P1 * V1 = n * R * T, где n = N1 / N_A
P2 * V2 = n * R * T, где n = N2 / N_A

Подставим значение N1/V1 = N2/V2 (так как концентрация молекул уменьшается в 10 раз) в уравнение состояния идеального газа:

P1 * V1 = (N1 / N_A) * R * T
P2 * V2 = (N2 / N_A) * R * T

P1 * V1 / (N1 / N_A) = P2 * V2 / (N2 / N_A)

Упростим полученное соотношение:

(P1 * V1 * N_A) / N1 = (P2 * V2 * N_A) / N2

Мы знаем, что N1/V1 = N2/V2, а также N_A, R и T - постоянные значения.

Теперь мы можем выразить искомое время t, зная N1/V1 и N2/V2:

t = ((P1 * V1 * N_A) / N1) / ((P2 * V2 * N_A) / N2)

Теперь осталось только подставить известные значения и выполнить вычисления:

t = ((P1 * 1000 * N_A) / N1) / ((P2 * 100 * N_A) / N2), где N_A ~ 6.0221 * 10^23 молекул/моль

Таким образом, мы можем вычислить искомое время.
4,4(4 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ