on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 32 гостя.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

Задачник КВАНТА. Давление газа на стенки сосуда.

Ф68. Стенки сосуда, в котором находится газ, имеют температуру T. Температура газа T1. В каком случае давление газа на стенки сосуда больше: когда стенки сосуда холоднее газа (T < T1), или когда теплее (T > T1)?

Решение.

 Температура газа определяется средней кинетической энергией его молекул:


где k − постоянная Больцмана. Это означает, что чем выше температура газа, тем больше средняя скорость движения его молекул, то есть тем больше средний импульс молекулы.
 Если температура стенки совпадает с температурой газа, то молекула, ударяясь о стенку, меняет свой импульс po на −po. Значит, изменение импульса равно 2po. Когда T1 > T, газ нагревается. Это означает, что молекулы газа отскакивают от стенки с большей скоростью, чем налетают, а значит, и с большим импульсом (рисунок). Изменение импульса в этом случае будет больше, чем 2po.
 Если же T1 < T, то газ охлаждается, то есть молекулы газа отскакивают от стенки с меньшим импульсом, чем налетают на нее (рисунок). Ясно, что в этом случае изменение импульса молекулы меньше, чем в случае T1 > T. Так как в соответствии со II законом Ньютона изменение импульса пропорционально средней силе, действовавшей на молекулу со стороны стенки, а в соответствии с III законом Ньютона средняя сила, действовавшая на молекулу, численно равна средней силе, действовавшей на стенку, то при T1 < T давление на стенку больше, чем при T1 > T.


Задачник Кванта
Банк решенных задач абитуриента