Вопрос школьника
Заданы коэффициент динамической вязкости газа n и коэффициент диффузии молекул D. Найти концентрацию молекул n.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо знать закон Фика, который описывает диффузию молекул в газах. Согласно этому закону, поток молекул через единичную площадку пропорционален градиенту концентрации и коэффициенту диффузии:
J = -D * dC/dx,
где J — поток молекул, C — концентрация молекул, x — координата, D — коэффициент диффузии.
Также необходимо знать закон Пуазейля, который описывает связь между концентрацией молекул и давлением газа:
p = n * k * T,
где p — давление газа, n — концентрация молекул, k — постоянная Больцмана, T — температура газа.
Из этих двух уравнений можно выразить концентрацию молекул через коэффициент диффузии и динамическую вязкость газа:
n = p / (k * T) = (-J * k * T) / (D * dC/dx).
Таким образом, для решения задачи необходимо знать температуру газа, давление и градиент концентрации молекул. Если эти данные известны, то можно вычислить концентрацию молекул по формуле выше.
