Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12846
2020-02-07 
Тонкостенный сосуд кубической формы помещен в разреженный газ с концентрацией молекул $n_{0}$. В сосуде сделали маленькую дырку, срезав вершину угла так, что дырка примет форму правильного треугольника. Какая концентрация молекул установится в сосуде? Рассмотрите случаи очень хорошей и очень плохой теплопроводности стенок.
Решение:
Равновесие соответствует компенсации потоков частиц, влетающих в сосуд и вылетающих из него, а также равенству потоков энергии внутрь и наружу. Ясно, что при этом средние энергии молекул внутри и снаружи должны быть равны - значит, и в случае высокой теплопроводности стенок, и в случае низкой ответы будут одинаковы, просто во втором случае придется дольше ждать установления равновесия. При сравнении поведения влетающих в сосуд через отверстия, расположенные в разных местах, молекул сразу ясно - расположение отверстия роли не играет. Сложнее с вылетающими молекулами - кажется, что к углу подлетает в 4 раза меньше молекул (числа тоже можно придумать разные), чем к середине грани. Аккуратный анализ, в котором учтены отражения молекул от стенок сосуда, показывает, что местоположение дырки также роли ие играет. Итак,
$n_{0}vS = n_{1}vS$, и $n_{1} = n_{0}$.
Тонкостенный сосуд кубической формы помещен в разреженный газ с концентрацией молекул $n_{0}$. В сосуде сделали маленькую дырку, срезав вершину угла так, что дырка примет форму правильного треугольника. Какая концентрация молекул установится в сосуде? Рассмотрите случаи очень хорошей и очень плохой теплопроводности стенок.
Решение:
Равновесие соответствует компенсации потоков частиц, влетающих в сосуд и вылетающих из него, а также равенству потоков энергии внутрь и наружу. Ясно, что при этом средние энергии молекул внутри и снаружи должны быть равны - значит, и в случае высокой теплопроводности стенок, и в случае низкой ответы будут одинаковы, просто во втором случае придется дольше ждать установления равновесия. При сравнении поведения влетающих в сосуд через отверстия, расположенные в разных местах, молекул сразу ясно - расположение отверстия роли не играет. Сложнее с вылетающими молекулами - кажется, что к углу подлетает в 4 раза меньше молекул (числа тоже можно придумать разные), чем к середине грани. Аккуратный анализ, в котором учтены отражения молекул от стенок сосуда, показывает, что местоположение дырки также роли ие играет. Итак,
$n_{0}vS = n_{1}vS$, и $n_{1} = n_{0}$.
