Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 7152
2018-04-16 
Горизонтально расположенную трубку с закрытыми торцами вращают с постоянной угловой скоростью $\omega$ вокруг вертикальной оси, проходящей через один из ее торцов. В трубке находится углекислый газ при температуре $T = 300 К$. Длина трубки $l = 100 см$. Найти значение $\omega$, при котором отношение концентраций молекул у противоположных, торцов трубки $\eta = 2,0$.
Решение:
Потенциальная энергия, связанная с каждой молекулой, равна: $- \frac{1}{2} m \omega^{2} r^{2}$ и изменение концентрации
$n(r) = n_{0} e^{ \frac{ m \omega^{2} r^{2} }{2kT} } = n_{0} e^{ \frac{ M \omega^{2} r^{2} }{2RT} }$
Таким образом $\eta = e^{ \frac{M \omega^{2} l^{2} }{2RT} }$ или $\omega = \sqrt{ \frac{2RT}{Ml^{2} } ln \eta }$
Используя $M = 12 + 32 = 48 г, l = 100 см, R = 8,31 \cdot 10^{7} \frac{эрг}{К}, T = 300$, получаем $\omega = 280$ радиан в секунду.
Горизонтально расположенную трубку с закрытыми торцами вращают с постоянной угловой скоростью $\omega$ вокруг вертикальной оси, проходящей через один из ее торцов. В трубке находится углекислый газ при температуре $T = 300 К$. Длина трубки $l = 100 см$. Найти значение $\omega$, при котором отношение концентраций молекул у противоположных, торцов трубки $\eta = 2,0$.
Решение:
Потенциальная энергия, связанная с каждой молекулой, равна: $- \frac{1}{2} m \omega^{2} r^{2}$ и изменение концентрации
$n(r) = n_{0} e^{ \frac{ m \omega^{2} r^{2} }{2kT} } = n_{0} e^{ \frac{ M \omega^{2} r^{2} }{2RT} }$
Таким образом $\eta = e^{ \frac{M \omega^{2} l^{2} }{2RT} }$ или $\omega = \sqrt{ \frac{2RT}{Ml^{2} } ln \eta }$
Используя $M = 12 + 32 = 48 г, l = 100 см, R = 8,31 \cdot 10^{7} \frac{эрг}{К}, T = 300$, получаем $\omega = 280$ радиан в секунду.
