Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 10564
2019-05-21 
В герметически закрытом сосуде смешали равное количество молекул кислорода и гелия. Затем в стенке сделали небольшое отверстие. Найти состав молекулярного пучка, выходящего из отверстия. Средние энергии молекул зависят только от температуры.
Решение:
Так как средние значения энергий молекул зависят только от температуры, мы должны считать, что $\frac{1}{2} m_{1}v_{1}^{2} = \frac{1}{2}m_{2}v_{2}^{2}$ ($v_{1}, v_{2}$ означают средние значения). Отсюда следует, что $\frac{v_{1}^{2} }{v_{2}^{2} } = \frac{m_{2} }{m_{1} }$. Масса молекулы кислорода в 8 раз больше массы молекулы гелия, значит скорость молекул гелия в среднем в $2 \sqrt{2}$ раз больше скоростей молекул кислорода. Количество тех и других молекул в начальный момент в сосуде одинаково. Поэтому молекулы гелия будут в $2 \sqrt{2}$ раз чаще сталкиваться со стенками сосуда. Следовательно, и в отверстие молекулы гелия вначале будут попадать в $2 \sqrt{2}$ раз чаще, чем молекулы кислорода. Ясно также, что по мере изменения относительной концентрации молекул гелия и кислорода в сосуде доля молекул гелия в выходящем из отверстия газе будет уменьшаться.
В герметически закрытом сосуде смешали равное количество молекул кислорода и гелия. Затем в стенке сделали небольшое отверстие. Найти состав молекулярного пучка, выходящего из отверстия. Средние энергии молекул зависят только от температуры.
Решение:
Так как средние значения энергий молекул зависят только от температуры, мы должны считать, что $\frac{1}{2} m_{1}v_{1}^{2} = \frac{1}{2}m_{2}v_{2}^{2}$ ($v_{1}, v_{2}$ означают средние значения). Отсюда следует, что $\frac{v_{1}^{2} }{v_{2}^{2} } = \frac{m_{2} }{m_{1} }$. Масса молекулы кислорода в 8 раз больше массы молекулы гелия, значит скорость молекул гелия в среднем в $2 \sqrt{2}$ раз больше скоростей молекул кислорода. Количество тех и других молекул в начальный момент в сосуде одинаково. Поэтому молекулы гелия будут в $2 \sqrt{2}$ раз чаще сталкиваться со стенками сосуда. Следовательно, и в отверстие молекулы гелия вначале будут попадать в $2 \sqrt{2}$ раз чаще, чем молекулы кислорода. Ясно также, что по мере изменения относительной концентрации молекул гелия и кислорода в сосуде доля молекул гелия в выходящем из отверстия газе будет уменьшаться.
