تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
Ballast Volume Pressure
المؤلف:
Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
المصدر:
A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
الجزء والصفحة:
part 2 , p 11
25-8-2016
1402
Ballast Volume Pressure
Two containers, I and II, filled with an ideal gas are connected by two small openings of the same area, A, through a ballast volume B (see Figure 1.1). The temperatures and pressures in the two containers are kept constant and equal to P, τ, and P, 2τ, respectively. The volume B is thermally isolated. Find the equilibrium pressure and temperature in the ballast volume, assuming the gas is in the Knudsen regime.
Figure 1.1
SOLUTION
The number of molecules per second entering the volume B from the left container I is proportional to the density of the molecules in I, n1, the average velocity, (v1), and the area of the opening, A. The constant of proportionality is unimportant for this problem. So, equating the rate of molecular flow in and out of volume B, we can write for flow rates in equilibrium (see Figure 1.2)
(1)
or
(2)
Figure 1.2
The factor 2 appears for the flow rate since there are two portals from region B. On the other hand, for an ideal gas, P = nτ, and therefore
(3)
We can rewrite (1) as
(4)
yielding
(5)
For the state of equilibrium, the energy in the volume B is constant. This means that the total rate of energy transfer out of volumes I and II should be equal to the rate of energy transfer out of volume B :
(6)
The average energy per particle is proportional to the temperature, so (6) becomes
(7)
We then have
(8)
Dividing (8) by (5), we can obtain
(9)
and
(10)