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Difusión de gases de diferente temperatura

Sea una caja dividida en dos partes por un tabique. Que cada parte se llene con el mismo gas en concentraciones iguales pero temperaturas diferentes. Que los gases empiecen a difundirse a través de un agujero en el tabique. Supongamos también que la temperatura de cada parte se mantiene constante.

¿Es cierto que la concentración de gas en la parte más fría será mayor?

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Vadim Puntos 377

Supongo que la pregunta se refiere al momento en que el sistema alcanza un estado estacionario es decir, ya no hay flujo neto de gas entre los tabiques. Obsérvese que estacionario no significa equilibrio - sigue habiendo un flujo constante de energía entre las dos particiones, pero nada cambia con el tiempo.

Ahora podemos describir el gas en cada partición mediante la ecuación de los gases ideales: $$P_{1,2}=n_{1,2}k_BT_{1,2}.$$ Las presas en el agujero son las mismas, $P_1 = P_2$ por lo que obtenemos: $\frac{n_1}{n_2}=\frac{T_2}{T_1},$ es decir, la partición con la temperatura más alta tiene la concentración más baja.

Observación
El punto débil de mi argumento es suponer que la ausencia de flujo neto de materiales significa que las presiones son iguales; tal vez alguien pueda ayudarme en este punto.

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