Разделы 
Дополнительно
Задачи по физике - 10298
2019-05-10 
Стенки замкнутого сосуда первоначально имеют температуру $T_{1}$. Сосуд заполняют газом с температурой $T$. В каком случае газ оказывает более высокое давление на стенки сосуда: если $T_{1} < T$ или если $T_{1} > T$?
Решение:
Средняя кинетическая энергия молекул газа пропорциональна квадрату их скорости $v$. Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна его температуре $T$. Поэтому $v^{2} \sim T$. Если стенка сосуда более теплая, чем газ, т.е. $T_{1} > T$, то средняя скорость движения отлетающих от стенки молекул газа увеличится после столкновения (стенка нагревает газ). Если стенка более холодная, чем газ, т.е. $T_{1} < T$, то положение обратное: молекулы отлетают с более низкой скоростью (стенка охлаждает газ).
С молекулярной точки зрения, газы оказывают давление на стенки сосуда из-за изменения импульса молекул, которые ударяются о стенку и отскакивают от нее. Изменение импульса молекул, отскакивающих от теплой стенки, больше изменения импульса молекул, отскакивающих от холодной. Таким образом, газ оказывает более высокое давление на теплую стенку, чем на холодную.
Примечание. Это явление объясняет неожиданное вращение радиометра - «световой вертушки» с легкими лопастями, одна сторона которых блестящая, а другая зачерненная. Радиометр при облучении его светом начинает вращаться, при этом крутится блестящей стороной вперед. Почему так происходит, если ясно, что давление света на блестящую поверхность больше, чем на черную?
Дело оказывается в том, что 1) черная поверхность всегда нагрета больше, чем блестящая; 2) световой импульс очень мал; 3) в сосуде, где находится наш радиометр, есть достаточно много молекул остаточного газа. Все это приводит к тому, что в создании вращения радиометра участвуют молекулы газа, а они больше давят на горячую поверхность. Если в сосуде обеспечить сверхвысокий вакуум, то вертушка будет крутиться черной поверхностью вперед.
Стенки замкнутого сосуда первоначально имеют температуру $T_{1}$. Сосуд заполняют газом с температурой $T$. В каком случае газ оказывает более высокое давление на стенки сосуда: если $T_{1} < T$ или если $T_{1} > T$?
Решение:
Средняя кинетическая энергия молекул газа пропорциональна квадрату их скорости $v$. Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна его температуре $T$. Поэтому $v^{2} \sim T$. Если стенка сосуда более теплая, чем газ, т.е. $T_{1} > T$, то средняя скорость движения отлетающих от стенки молекул газа увеличится после столкновения (стенка нагревает газ). Если стенка более холодная, чем газ, т.е. $T_{1} < T$, то положение обратное: молекулы отлетают с более низкой скоростью (стенка охлаждает газ).
С молекулярной точки зрения, газы оказывают давление на стенки сосуда из-за изменения импульса молекул, которые ударяются о стенку и отскакивают от нее. Изменение импульса молекул, отскакивающих от теплой стенки, больше изменения импульса молекул, отскакивающих от холодной. Таким образом, газ оказывает более высокое давление на теплую стенку, чем на холодную.
Примечание. Это явление объясняет неожиданное вращение радиометра - «световой вертушки» с легкими лопастями, одна сторона которых блестящая, а другая зачерненная. Радиометр при облучении его светом начинает вращаться, при этом крутится блестящей стороной вперед. Почему так происходит, если ясно, что давление света на блестящую поверхность больше, чем на черную?
Дело оказывается в том, что 1) черная поверхность всегда нагрета больше, чем блестящая; 2) световой импульс очень мал; 3) в сосуде, где находится наш радиометр, есть достаточно много молекул остаточного газа. Все это приводит к тому, что в создании вращения радиометра участвуют молекулы газа, а они больше давят на горячую поверхность. Если в сосуде обеспечить сверхвысокий вакуум, то вертушка будет крутиться черной поверхностью вперед.
