2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Задача на термодинамику
Сообщение14.01.2011, 22:23 
Аватара пользователя


30/11/07
389
Уважаемые корифеи. Вроде бы простая задачка. И я в полной уверенности того, что решил её верно, все же ... вызвало недовольство преподавателя самим решением. Вот условие.
При какой температуре $50\%$ всех молекул имеют кинетическую энергию поступательного движения, превышающую $1$ эВ?
Мое решение.
Кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы есть $W_0=\frac{m_0v_0^2}{2}$, $v_0=\sqrt{\frac{2W_0}{m_0}}$
Наиболее вероятная скорость молекулы есть $v_{ver}=\sqrt{\frac{3kT}{m_0}}$, тогда относительная скорость одной молекулы есть
$u=\frac{v_0}{v_{ver}}=\sqrt{\frac{W_0}{kT}}$ (1)
Воспользовавшись графиком зависимости относительного значения молекул в зависимости от относительной скорости их движения и найдем с его помощью, что значению $\frac{N_{t}}{N}=0,5$ соответствует относительная скорость $u=1,1$ (из графика видно что так)
Изображение
И приняв во внимание формулу (1) найдем, что $T=\frac{W_0}{ku^2}=9528$ K. Может все-таки температура слишком высока и поэтому ответ смутил? Немогу взять в толк, где подвох... Помогите, не сочтите за труд... :oops:
С глубоким ко всем здесь уважением, Eiktyrnir.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение15.01.2011, 10:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Температура правильная. Ответ должен быть по порядку величины 1 эВ, а 1 эВ = 11 604 К.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение15.01.2011, 18:42 
Аватара пользователя


30/11/07
389
Munin в сообщении #400270 писал(а):
Температура правильная. Ответ должен быть по порядку величины 1 эВ, а 1 эВ = 11 604 К.

Спасибо вам уважаемый! Вы мои сомнения развеяли. Теперь осталось преподавателю доказать, что он ошибся... :twisted: Это сложнее, но ... вот же дело - как приятно... :D

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение15.01.2011, 21:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Может, он и не ошибся. Я же не знаю, насколько точно вы передали условия.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение16.01.2011, 18:30 
Аватара пользователя


30/11/07
389
Munin в сообщении #400526 писал(а):
Может, он и не ошибся. Я же не знаю, насколько точно вы передали условия.

в условии стоит ... $50$ % всех молекул. А претензии преподавателя относились к решению вцелом - без объяснения какое именно место его не устроило. Я так понял, что порядок величины температуры определяется из того, что $W$~$kT$

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение16.01.2011, 22:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
Eiktyrnir в сообщении #400775 писал(а):
в условии стоит ... $50$ % всех молекул.

И уже одно это намекает, что от использования готовых формул для моментов следует отступить на шаг назад - к распределению. Это я к тому, что возможно, помимо графика, неплохо бы и кой-какие формУры по-понаписывать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение17.01.2011, 00:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/10/10
1481
Ереван(3-й участок)
Утундрий в сообщении #400890 писал(а):
к распределению

Аналитически решить на врядли получится - кол-во частиц $dN$ со скоростью между $v $ и $v+dv$
$dN\sim v^2e^{-v^2/T}$. Получится трансцендентное уравнение. Для того, видимо, и дан график.

Только, Eiktyrnir, надо бы интеграл посчитать все-таки. хотя бы графически.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение17.01.2011, 00:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
Bulinator
Так у него график ужо проинтегрирован, судя по хвостам. Причем, "значения молекул" следует видимо расшифровывать как "доля молекул, скорости которых больше данной величины", раз уж в нуле там нуль.
А вот фраза "я решил" применительно к ситуации, когда непойми откель взят график, из него на глаз получено численное значение... Это да, вполне может вызвать недовольство.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на термодинамику
Сообщение18.01.2011, 22:25 
Аватара пользователя


30/11/07
389
Утундрий в сообщении #400937 писал(а):
Bulinator
Так у него график ужо проинтегрирован, судя по хвостам. Причем, "значения молекул" следует видимо расшифровывать как "доля молекул, скорости которых больше данной величины", раз уж в нуле там нуль.
А вот фраза "я решил" применительно к ситуации, когда непойми откель взят график, из него на глаз получено численное значение... Это да, вполне может вызвать недовольство.

Все дошло наконец до меня - это видно я взял какое-то распределение уже готовое и этот вот график. Да уж... чем старее, тем тупее... Спасибо огромное и Bulinator и Утундрий - теперь понял в каком ключе решается.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group