Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12792
2020-01-22 
При заполнении сосуда Дьюара жидким азотом была немного повреждена наружная стенка; и в пространство между стенками начал проникать наружный воздух. В результате весь азот испарился за 5 часов, а концентрация молекул в пространстве между стенками за это время увеличилась в 6 раз (она осталась при этом очень низкой - молекулы воздуха пролетали от стенки к стенке практически без соударений). За какое время испарился бы азот, если бы мы обращались с сосудом с крайней осторожностью (не повредили бы стенку)? Сосуд Дьюара - это большой термос с маленьким открытым горлышком. Потери тепла через горлышко можно считать малыми.
Решение:
Испаряющийся азот "уходит" через открытое горлышко. Для испарения азота требуется тепло - оно передается от внешней среды молекулами газа, находящимися между стенками термоса. Пока весь газ не испарится, разность температур не меняется - следовательно, "приход" тепла пропорционален концентрации молекул между стенками термоса. Давление там во много раз меньше атмосферного, поэтому можно считать, что концентрация увеличивалась со временем линейно. Воспользуемся средним значением концентрации
$n_{ср} = \frac{n_{0} + 6n_{0} }{2} = 3,5n_{0}$
и получим, что без повреждения стенки термоса азот испарился бы за время
$t = 5 ч \cdot 3,5 = 17,5 ч$.
При заполнении сосуда Дьюара жидким азотом была немного повреждена наружная стенка; и в пространство между стенками начал проникать наружный воздух. В результате весь азот испарился за 5 часов, а концентрация молекул в пространстве между стенками за это время увеличилась в 6 раз (она осталась при этом очень низкой - молекулы воздуха пролетали от стенки к стенке практически без соударений). За какое время испарился бы азот, если бы мы обращались с сосудом с крайней осторожностью (не повредили бы стенку)? Сосуд Дьюара - это большой термос с маленьким открытым горлышком. Потери тепла через горлышко можно считать малыми.
Решение:
Испаряющийся азот "уходит" через открытое горлышко. Для испарения азота требуется тепло - оно передается от внешней среды молекулами газа, находящимися между стенками термоса. Пока весь газ не испарится, разность температур не меняется - следовательно, "приход" тепла пропорционален концентрации молекул между стенками термоса. Давление там во много раз меньше атмосферного, поэтому можно считать, что концентрация увеличивалась со временем линейно. Воспользуемся средним значением концентрации
$n_{ср} = \frac{n_{0} + 6n_{0} }{2} = 3,5n_{0}$
и получим, что без повреждения стенки термоса азот испарился бы за время
$t = 5 ч \cdot 3,5 = 17,5 ч$.
