В первом сосуде с объемом V содержится N1 молекул водорода (с молярной массой μ1 = 2 г/моль) со среднеквадратической
В первом сосуде с объемом V содержится N1 молекул водорода (с молярной массой μ1 = 2 г/моль) со среднеквадратической скоростью, а во втором сосуде такого же объема находится N2 молекул азота (с молярной массой μ2 = 0,028 кг/моль) со средней вероятной скоростью. В обоих сосудах есть одинаковые отверстия площадью S. На сколько раз количество молекул, выходящих из второго сосуда за одну секунду, больше, чем из первого? V= 1 м3; N1 = 1023; N2= 1024; v1 = 500 м/с; v2 =480 м/с; S = 1 мм2. а) 17,8 раз; б) 15,8 раз; в) 13,8 раз; г) 11,8 раз; д) 9,8 раз.
Сонечка 17
Для решения данной задачи мы будем использовать законы Кинетической теории газов.Сначала посчитаем количество молекул, выходящих из первого сосуда за одну секунду. Используем формулу:
\[N_{\text{вых1}} = \frac{N_1}{V} \cdot S \cdot v_1\]
где \(N_{\text{вых1}}\) - количество молекул, выходящих из первого сосуда за одну секунду, \(N_1\) - общее количество молекул в первом сосуде, \(V\) - объем сосуда, \(S\) - площадь отверстия, \(v_1\) - среднеквадратическая скорость молекул водорода.
Подставим известные значения:
\[N_{\text{вых1}} = \frac{10^{23}}{1} \cdot 0.001 \cdot 500 = 5 \cdot 10^{20}\]
Теперь посчитаем количество молекул, выходящих из второго сосуда за одну секунду. Используем аналогичную формулу:
\[N_{\text{вых2}} = \frac{N_2}{V} \cdot S \cdot v_2\]
где \(N_{\text{вых2}}\) - количество молекул, выходящих из второго сосуда за одну секунду, \(N_2\) - общее количество молекул во втором сосуде, \(v_2\) - средняя вероятная скорость молекул азота.
Подставим известные значения:
\[N_{\text{вых2}} = \frac{10^{24}}{1} \cdot 0.001 \cdot 480 = 4.8 \cdot 10^{21}\]
Теперь найдем, на сколько раз количество молекул, выходящих из второго сосуда за одну секунду, больше, чем из первого:
\[\frac{N_{\text{вых2}}}{N_{\text{вых1}}} = \frac{4.8 \cdot 10^{21}}{5 \cdot 10^{20}} = 9.6\]
Ответ: количество молекул, выходящих из второго сосуда за одну секунду, больше, чем из первого, примерно в 9.6 раза.
Таким образом, ответ на задачу можно округлить до 10 раз, что соответствует варианту г) 11,8 раз.