Условие

Городская олимпиада (3-й этап) 2011 11 класс № 3

В данной задаче вам необходимо оценить скорость испарения воды.

Используйте следующие характеристики воды и водяного пара:

  • молярная масса кгмоль;

  • плотность воды кгм;

  • универсальная газовая постоянная ДжмольК; постоянная Больцмана ДжК;

  • атмосферное давление считать постоянным и равным Па температуру воздуха и воды во всех пунктах задачи также считать постоянной и равной ;

  • давление насыщенного пара при данной температуре равно кПа;

  • при попадании молекул воды из пара на свободную поверхность жидкости только молекул задерживаются ею, остальные отражаются;

  • коэффициент диффузии молекул воды в воздухе при заданных условиях равен мс

  • абсолютный нуль температуры .

  1. Покажите, что число молекул газа, ударяющихся о площадку единичной площади за единицу времени, пропорционально концентрации молекул и средней скорости их движения. Получите формулу для расчета числа ударов молекул газа.

  2. В вертикальном открытом цилиндрическом сосуде находится вода при заданных условиях.

2.1 Определите число молекул воды, вылетающих с единицы площади свободной поверхности в единицу времени.

2.2 Считая, что все молекулы воды, вылетевшие с ее поверхности, назад не возвращаются, рассчитайте скорость высыхания воды в сосуде, т.е. скорость изменения высоты ее уровня (Получите формулу и найдите численное значение, выразив его в мчас)

  1. Скорее всего, полученная в предыдущем пункте оценка скорости высыхания сильно завышена. Уточните ее, считая, что над водой находится воздух, влажность которого равна .

  2. Скорее всего, что новая оценка также завышена! Поэтому учтите влияние диффузии водяного пара в сосуде на скорость испарения. Пусть высота свободной части сосуде над поверхностью воды равна см. В сосуде установится некоторое стационарное распределение концентрации молекул водяного пара по высоте (влиянием боковых стенок можно пренебречь и считать, что концентрация молекул пара зависит только от высоты). Вне сосуда (то есть на высоте см над поверхностью воды) находится воздух, влажность которого равна . Обозначим влажность воздуху, непосредственно примыкающего к поверхности воды .

4.1 Найдите зависимость влажности воздуха от расстояния до свободной поверхности воды.

4.2 Рассчитайте количество молекул воздуха, покидающих сосуд в единицу времени (величины граничных влажностей и площадь поперечного сечения сосуда считайте известными).

4.3 Найдите влажность воздуха, непосредственно примыкающего в свободной поверхности воды .

4.4 Рассчитайте скорость высыхания воды с учетом вертикальной диффузии молекул воды.

Теоретическая подсказка.

Диффузионный поток (число молекул пересекающих площадку единичной площади в единицу времени) определяется законом Фика

где - изменение концентрации молекул диффундирующих молекул на расстоянии , - коэффициент диффузии.

Т4 Задача 11-4

В данной задаче вам необходимо построить модель явления светоиндуцированного дрейфа в газах. В некоторых условиях возможно медленное смещение одной …

 РеспубликанскаяРесп. 2002 11 кл. Импульс. Закон сохранения импульсаСтолкновения телЭлектромагнитные волны У Р Б П ≈5/5 Т1 Задача 10-1

Задача 1. (20 баллов) В физике при описании сложных процессов достаточно широко используются различные простейшие модели. Одной из них является …

 Городская3-й этап 2001 10 кл. Равномерное движениеСвободное падение и вертикальное движениеСила тяжести и вес тела У Р Б П ≈5/5 Т2 Задача 9-2

Если оставить на столе кружку с горячим чаем, то через некоторое время напиток остынет. Это происходит вследствие потерь теплоты в окружающую среду …

 РеспубликанскаяРесп. 2014 9 кл. МощностьМодель сплошной среды. ПлотностьТемпература и количество теплоты У Р Б П ≈5/5 Т2 Молекулярная физика с химией

Многие химические реакции протекают в газовой фазе. При изменении химического состава газовых смесей (вследствие протекания химических реакций) …

 Городская3-й этап 2022 10 кл. Уравнение теплового баланса (калориметрия)Уравнение состояния идеального газаКоличество вещества. Закон Дальтона. Смеси У Р Б П ≈5/5 Т2 Вес и сжатие

Реальные жидкости сжимаемы. Эксперименты показывают, что относительное уменьшение объема реальной жидкости ( …

 Городская3-й этап 2007 10 кл. Статика: условия равновесияСила тяжести и вес телаДеформации и упругие свойства тел У Р Б П ≈5/5 Т3 Шар в потоке

Расчет сил, действующих на различные тела, движущиеся в газах и жидкостях, является чрезвычайно сложной задачей. Уравнения гидро- и аэродинамики …

 Городская3-й этап 2022 11 кл. Средняя и мгновенная скоростьСтатика: условия равновесияСила тяжести и вес тела У Р Б П ≈5/5
Нужна подсказка? →