$1 \ m^{3}$ ના એક બોક્સમાં $300 \ K$ તાપમાને $1.5 \ atm$ દબાણે નાઈટ્રોજન વાયુ ભરેલો છે. બોક્સમાં $0.010 \ mm^{2}$ ક્ષેત્રફળનું એક છિદ્ર છે. જો બહારનું દબાણ $1 \ atm$ હોય,તો દબાણ $0.10 \ atm$ જેટલું ઘટવા માટે કેટલો સમય લાગશે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) વાયુના અણુઓનું નાના છિદ્રમાંથી બહાર નીકળવાનો દર વાયુના ગતિવાદ દ્વારા આપવામાં આવે છે. $dt$ સમયમાં બહાર નીકળતા અણુઓની સંખ્યા $dN = \frac{1}{4} n \langle v \rangle A dt$ છે,જ્યાં $n$ એ સંખ્યા ઘનતા છે,$\langle v \rangle$ એ સરેરાશ ઝડપ છે,અને $A$ એ છિદ્રનું ક્ષેત્રફળ છે.
$PV = N k_B T$ નો ઉપયોગ કરતા,$n = \frac{N}{V} = \frac{P}{k_B T}$ મળે છે.
સરેરાશ ઝડપ $\langle v \rangle = \sqrt{\frac{8 k_B T}{\pi m}}$ છે.
દબાણમાં ફેરફારનો દર $\frac{dP}{dt} = -\frac{1}{4} \frac{P}{k_B T} \sqrt{\frac{8 k_B T}{\pi m}} \frac{k_B T}{V} A = -\frac{A}{V} \sqrt{\frac{k_B T}{2 \pi m}} P$ છે.
આનું $P_i = 1.5 \ atm$ થી $P_f = 1.4 \ atm$ સુધી સંકલન કરતા (કારણ કે દબાણ $0.10 \ atm$ જેટલું ઘટે છે):
$\int_{P_i}^{P_f} \frac{dP}{P} = -\frac{A}{V} \sqrt{\frac{k_B T}{2 \pi m}} \int_0^t dt$.
$\ln\left(\frac{P_f}{P_i}\right) = -\frac{A}{V} \sqrt{\frac{k_B T}{2 \pi m}} t$.
$m = \frac{28 \times 10^{-3}}{6.022 \times 10^{23}} \ kg$,$T = 300 \ K$,$A = 10^{-8} \ m^2$,$V = 1 \ m^3$ કિંમતો મૂકીને,આપણે $t$ શોધી શકીએ છીએ.

Explore More

Similar Questions

એક મોલ આદર્શ વાયુ નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ રેખીય પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. કદ $V$ ના વિધેય તરીકે તેનું તાપમાન શું હશે?

એકપરમાણ્વીય, દ્વિપરમાણ્વીય અને ત્રિપરમાણ્વીય વાયુઓ કે જેમના પ્રારંભિક કદ અને દબાણ સમાન છે, તેમને તેમના કદ પ્રારંભિક કદના અડધા થાય ત્યાં સુધી સંકોચવામાં આવે છે.

નીચેનામાંથી કયો વાયુ સૌથી વધુ આંતરિક ઉર્જા ધરાવે છે?

Difficult
View Solution

સલૂનમાં,હેર ડાય અને અન્ય ઉત્પાદનોમાં વપરાતા એમોનિયા-આધારિત રસાયણોને કારણે હંમેશા એક લાક્ષણિક ગંધ હોય છે. ધારો કે એમોનિયાના અણુઓની પ્રારંભિક સાંદ્રતા $1000 \text{ molecules}/m^3$ છે. હવાની અવરજવરને કારણે,એક મિનિટમાં બહાર નીકળતા અણુઓની સંખ્યા તે મિનિટની શરૂઆતમાં હાજર અણુઓના દસમા ભાગ જેટલી છે. એમોનિયાના અણુઓની સાંદ્રતા $1 \text{ molecule}/m^3$ સુધી પહોંચવામાં કેટલો સમય લાગશે?

એક આદર્શ વાયુ $(\gamma = 1.5)$ નું સમોષ્મી વિસ્તરણ કરવામાં આવે છે. અણુઓના વર્ગ સરેરાશ વર્ગમૂળ વેગ (r.m.s. velocity) ને $2$ ના અવયવથી ઘટાડવા માટે,વાયુનું કેટલા ગણું વિસ્તરણ કરવું જોઈએ?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo