2021-02-26
Концентрация молекул в некоторой жидкости $n = 2 \cdot 10^{27} м^{-3}$. Оцените, за какое время испарится эта жидкость, налитая в цилиндрический сосуд диаметром $d = 10 см$ и высотой $H = 3 см$. Скорость испарения жидкости из сосуда считать постоянной и равной $\frac{ \Delta N}{ \Delta t} = 5 \cdot 10^{20} \frac{1}{с}$.
Решение:
Пусть вся жидкость испарится за время $t$, тогда:
$N = \frac{ \Delta N}{ \Delta t} t$, (1)
где $N$ - общее число молекул жидкости. Выразим $N$ через $n$:
$N = nV = nH \frac{ \pi d^{2} }{4}$,
$V$ - обьем сосуда ($V = H \frac{ \pi d^{2} }{4} $).
Из (1) выразим $t$ через $N$:
$t = \frac{N}{ \frac{ \Delta N}{ \Delta t} } = \frac{H \frac{ \pi d^{2} }{4} n }{ \frac{ \Delta N}{ \Delta t} } = \frac{ \pi d^{2}nH }{4 \frac{ \Delta N}{ \Delta t} }$.
$t = \frac{ \pi \cdot 10^{-2} \cdot 2 \cdot 10^{27} \cdot 3 \cdot 10^{-2} }{4 \cdot 5 \cdot 10^{20} } = 9,425 \cdot 10^{2} с = 942,5 с$