Номер 34, страница 10 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Первоначальные сведения о строении вещества. Строение вещества. Агрегатные состояния вещества - номер 34, страница 10.

Условие.

34. Изменится ли расстояние, которое проходит молекула газа от одного столкновения до другого, если из баллона, где хранится газ, выпустить некоторое его количество?

Решение.

Решение

Расстояние, которое в среднем проходит молекула газа от одного столкновения до другого, называется средней длиной свободного пробега ($\lambda$).

Когда из баллона, где хранится газ, выпускают некоторое его количество, общее число молекул $\text{N}$ в баллоне уменьшается. При этом объем баллона $\text{V}$ остается постоянным. Концентрация молекул $\text{n}$, которая определяется как число молекул в единице объема ($n = N/V$), следовательно, уменьшается.

Столкновения между молекулами происходят в результате их хаотического теплового движения. Вероятность столкновения молекулы с другими молекулами зависит от того, как плотно они "упакованы" в данном объеме, то есть от их концентрации. Чем меньше концентрация, тем большее расстояние в среднем пролетит молекула, прежде чем столкнется с другой.

Средняя длина свободного пробега $\lambda$ обратно пропорциональна концентрации молекул $\text{n}$. Эта зависимость описывается формулой:

$\lambda = \frac{1}{\sqrt{2}\pi d^2 n}$

где $\text{d}$ — это эффективный диаметр молекулы.

Так как при выпускании части газа из баллона его концентрация $\text{n}$ уменьшается, то из формулы следует, что средняя длина свободного пробега $\lambda$ увеличивается. Это означает, что расстояние, которое проходит молекула от одного столкновения до другого, в среднем станет больше.

Ответ: Да, изменится. Расстояние, которое проходит молекула газа от одного столкновения до другого, увеличится. Это связано с тем, что при выпускании части газа из баллона уменьшается концентрация молекул, и они начинают сталкиваться друг с другом реже.