Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12029
2019-12-12 
Колба шар емкостью $V = 1 л$ была откачана и закрыта. На стенках колбы остался мономолекулярный слой воздуха. Оценить давление, которое будет и колбе, нагретой до $200^{ \circ} C$, если известно, что при такой температуре стенки колбы полностью обезгаживаются.
Решение:
Число молекул, оставшихся на стенках колбы, равно примерно $N \sim \frac{4 \pi R^{2} }{d^{2} }$, где $R \approx 0,06 м$ - радиус колбы, $d \sim 10^{-10} м$ - диаметр молекулы газа. После обезгаживания стенок концентрация молекул в колбе будет равна
$n = \frac{N}{V} \sim \frac{3}{d^{2}R }$,
и искомое давление
$p = nkT \sim \frac{3kT}{d^{2}T } \approx 40 н/м^{2}$.
Здесь $k = 1,38 \cdot 10^{-23} дж/град$ - постоянная Больцмана $T \approx 600^{ \circ} К$.
Сравним получение давление с нормальным атмосферным давлением $p_{0} \approx 10^{5} н/м^{2}$:
$\frac{p}{p_{0} } \approx \frac{40}{10^{5} } \sim 10^{-4}$.
Этот простой пример показывает, как сильно может ухудшаться "вакуум" в запаянном сосуде, если не обезгазить предварительно стенки сосуда.
Колба шар емкостью $V = 1 л$ была откачана и закрыта. На стенках колбы остался мономолекулярный слой воздуха. Оценить давление, которое будет и колбе, нагретой до $200^{ \circ} C$, если известно, что при такой температуре стенки колбы полностью обезгаживаются.
Решение:
Число молекул, оставшихся на стенках колбы, равно примерно $N \sim \frac{4 \pi R^{2} }{d^{2} }$, где $R \approx 0,06 м$ - радиус колбы, $d \sim 10^{-10} м$ - диаметр молекулы газа. После обезгаживания стенок концентрация молекул в колбе будет равна
$n = \frac{N}{V} \sim \frac{3}{d^{2}R }$,
и искомое давление
$p = nkT \sim \frac{3kT}{d^{2}T } \approx 40 н/м^{2}$.
Здесь $k = 1,38 \cdot 10^{-23} дж/град$ - постоянная Больцмана $T \approx 600^{ \circ} К$.
Сравним получение давление с нормальным атмосферным давлением $p_{0} \approx 10^{5} н/м^{2}$:
$\frac{p}{p_{0} } \approx \frac{40}{10^{5} } \sim 10^{-4}$.
Этот простой пример показывает, как сильно может ухудшаться "вакуум" в запаянном сосуде, если не обезгазить предварительно стенки сосуда.
