Тема . МКТ. Газовые законы

.03 Газовые процессы в трубках

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. газовые законы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29411

Теплоизолированный сосуд разделён на две части теплонепроницаемой перегородкой A. В перегородке A и в одной из стенок B имеется большое количество маленьких отверстий общей площадью S  в каждой. В первой части сосуда включили нагреватель мощности N  (рис.). Сосуд заполнен аргоном и помещён в атмосферу аргона. Внешнее давление p0   и температура T0   поддерживаются неизменными. Оцените установившиеся значения давлений (p1   и p2   ) и температур (T1   и T2   ) в обеих частях сосуда. Сделайте числовые оценки при N  = 20 В т  , S = 10 м м2   , p0 = 105 П а  , T0 = 300  К  . Молярная масса аргона            −3
μ =  40 ⋅ 10  кг/м оль  ; универсальная газовая постоянная R  = 8,3 Д ж/ (моль ⋅ K)  .

(Всеросс., 1998, финал, 11 )

PIC

Источники: Всеросс., 1998, финал, 11

Показать ответ и решение

Среднеквадратичная скорость молекул в газе равна

    ∘ -----
--     3kT
v =    ----  (1)
        m

Число ударов молекул о стенку сосуда площадью S  за единицу времени

dN--=  1nvS,   (2)
 dt    6

где n  – концентрация молекул.
В установившемся режиме должно выполняться равенство потоков молекул сквозь перегородку  A  (и стенку B  ). Тогда для перегородки A  имеем

1- --     1-  --
6n1v1S  = 6 n2v2S   (3)

для стенки B  :

1  --     1   --
-n2v2S  = --n0v0S   (4)
6         6

Аналогично, мощность переносимая молекулами, уходящими из части 1 сосуда сквозь поры перегородки, равна мощности P  нагревателя и мощности, переносимой молекулами приходящими из части 2.

   (     --2)
d-     m-v1-     1-  -- 3-           1-  -- 3-
dt  N1   2     = 6 n1v1S2 kT1 = P  + 6n2 v2S2 kT2  (5)

Решая систему уравнений (3)-(5), получим,

       ∘ ---
p1 = p0   T1-= 1,36 ⋅ 105 П а
          T0

       ∘ ---
p2 = p0   T2-= 1,09 ⋅ 105 П а
          T0

        (         ∘ -----)
              4N--  --μ---
T2 = T0   1 + p0S   3RT0    = 354 К

T1 = 2T2 − T0 = 408 К
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!