Zadanie Zadanie 7.4.11: Dyfuzja tlenku węgla a konwekcja w pomieszczeniu
- Punkty
- 3 pkt
- Dział
- Zjawiska cieplne · Cząsteczki i temperatura
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Czas i zasięg dyfuzji tlenku węgla w pomieszczeniu a rola konwekcji w rozprzestrzenianiu gazów.
Treść zadania
W rogu pokoju o wymiarach doszło do rozszczelnienia piecyka i uwolnienia czadu (tlenku węgla ). Współczynnik dyfuzji czadu w nieruchomym powietrzu wynosi około . Średnie przesunięcie dyfuzyjne w czasie można oszacować ze wzoru Einsteina-Smoluchowskiego: .
**a)** Oblicz średnie przesunięcie dyfuzyjne cząsteczek po upływie .
**b)** Oszacuj czas , jaki byłby potrzebny, aby czad rozprzestrzenił się na drodze czystej dyfuzji na przeciwległy koniec pokoju (). Wynik podaj w godzinach lub dobach.
**c)** W rzeczywistości domownicy na drugim końcu pokoju poczuli objawy zatrucia już po kilkunastu minutach. Wyjaśnij, jaki mechanizm transportu masy dominuje w rzeczywistych pomieszczeniach i dlaczego dyfuzja molekularna nie jest jedynym czynnikiem.
Odpowiedź i wynik końcowy
**a)**
**b)**
**c)** W makroskali decydującą rolę odgrywa konwekcja (unoszenie ciepłych mas powietrza) oraz cyrkulacja powietrza (wentylacja, przeciągi), a nie powolna dyfuzja molekularna.