שלום, יש לי שאלה.

[m c 8 5]

שלום, יש לי שאלה.

יש לי שאלה שאני מתקשה לענות עליה- מה יקרה בבקבוק סגור מלא בגז הכבד מהאוויר. כאשר נפתח את הבקבוק - מה יקרה לחלקיקי הגז הכבד מן האוויר- האם יצאו מהבקבוק או יצטברו בחלק התחתון /עליון של הבקבוק? תודה רבה רבה, שבת שלום. מסי.

 

[bambipoop]

תלוי

אחד זה תלוי אם הגזים יכולים להתערבב או לא. דבר שני זה תלוי בלחץ, אם הגז דחוס אז יכול להיות שחלק ממנו יברח. בגדול אבל הגז אמור להשאר בבקבוק

 

[johngalt2]

בעקרון

התשובה לשאלה מאוד תלוייה בטמפרטורה. ככל שהטמפרטורה גדלה, ההשפעה של אנרגיית הפוטנציאלית כתוצאה מהכבידה הולכת ופוחתת. באופן כללי, ההסתברות למצוא חלקיק בגובה h עבור גז בטמפרטורה T הולכת כמו: exp(-mgh/kT) ZZ כאשר k זה קבוע בולצמן. דרך המשוואה הזו נכנסת התלות במסה. לגבי הערבוב: בטמפ' סבירות ובלחצים סבירים הקשרים בין מולקולות הגז קטנים מאוד, ולכן הקונספט של גאזים שמתערבבים או לא לא משמעותי במיוחד בד"כ, אם כי במצבים מסויימים הוא כן הופך למשמעותי - זה דברים שכימאים מתעסקים איתם בד"כ. לפי מודל הגז האידיאלי, למשל, גאזים מסוגים שונים תמיד יתערבבו אם אין מחיצה שמונעת מהם לעשות את זה. מה שצריך להבין זה שיש כאן trade off בין אנרגיה קינטית תרמית לאנרגיה פוטנציאלית כובדית, ומידת ההשפעה של כל אחת מהן תלוייה מאוד בטמפ', בהפרשי המסות, בכוחות הבין-מולקולריים, וכו'.

 

[דניאל החכם]

אם תחכה מספיק זמן כל המולקולת יצאו מהבקבוק

המהירויות של הגז מתפלגות לפי התפלגות מקסול ותמיד לחלק מהן יהיה מספיק אנרגיה לצאת מהבקבוק (כיון שהגז במגע עם האויר הטמפרטורה שלו תשאר קבועה והאחוז של מולקולות עם מספיק אנרגיה יהיה קבוע).

 

[johngalt2]

הערה

קודם כל חשוב להבין שבשיווי משקל, אם הגאזים קרובים מספיק לאידיאליות, הם יתערבבו ככה שכל אחד יתנהג כאילו הסוג השני של החומר לא קיים. חוץ מזה, בשיווי משקל, אחרי שיפתחו את הבקבוק, הצפיפות של הגאז הכבד בתוך הבקבוק תהיה זהה לצפיפות שלו באוויר, וזו תלך כמו: kT*ln(n/n_0) + mgh = const. ז"א, בממוצע יכולות להיות מולקולות מהגאז הכבד בתוך הבקבוק אם הן קיימות מחוץ לו, וגם לא בממוצע. בקיצור, התשובה הכי פשוטה לשאלה היא: *בשיווי משקל*, אחרי את הבקבוק, זה יהיה כאילו הוא לא קיים מבחינת הגאזים שיהיו בו.

 

[m c 8 5]

היי לא כל כך הבנתי

וואו תודה על האעזרה מכולכם אבל.. האמת היא שהשאלה שנשאלה היא שאלה אמריקאית עם האופציות הללו ,וקשה לי להבין מההסברים, מה יכולה להיות התשובה (אולי הכי נכונה).. להלן התשובות הפוטנציאליות: בקבוק סגור מלא בגז הכבד מהאוויר. אם נפתח את הבקבוק חלקיקי הגז, הכבד מהאוויר, א. ישארו בבקבוק ולא יצאו ממנו. ב. יצטברו בחלק העליון של הבקבוק. ג. יצטברו בחלקו התחתון של הבקבוק. ד. יצאו לבסוף מן הבקבוק. תודה רבהההה רבבה

 

[johngalt2]

כמו שאמר לך דניאל החכם

בסוף כל המולקולות שהיו בבקבוק יצאו ממנו. תחשוב על זה שהמולקולות של האוויר לא משנות בבעיה בכלל (הן כמו נקודות קטנות מאוד שזזות, ואין למולקולות של הגאז בבקבוק סיכוי להתנגש בהן), ובגדול מה שקורה זה שהמולקולות של הגאז בבקבוק זזות בו בצורה אקראית במהירות גבוהה. אחרי שנפתח את הבקבוק בסוף כל המולקולות האלו יצאו החוצה (יש להן הסתברות הרבה יותר גדולה להיות בחוץ). כל מה שאמרתי מעבר זה סתם סיבוכים שלא רלוונטיים לשאלה שנשאלה - כל עוד זה גאז ולא נוזל, זה יתנהג ככה.