Тема . Математика в физике

.02 Дифференциальные уравнения

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математика в физике
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#92215

Цилиндр из твёрдой углекислоты радиуса R  и высотой h =  R∕2  стоит на одном из своих оснований на плоской поверхности. Углекислота испаряется так, что с единицы площади в единицу времени испаряется масса σ  . За какое время вся углекислота испарится? Плотность углекислоты ρ  .

(«Росатом», 2015, 11)

Источники: Росатом, 2015, 11

Показать ответ и решение

Углекисота испаряется с открытых поверхностей цилиндра: верхнего основания и боковой поверхности. Со временем из-за испарения цилиндр уменьшается, соответственно уменьшается и площадь поверхностей для испарения. Пусть суммарная площадь открытх поверхностей S  , за время dt  испарится малый слой углекислоты толщиной dh  , тогда по закону сохранения массы:

σSdt = ρdhS

Отсюда можем выразить скорость уменьшения размеров углекислоты:

dh    σ
--- = --
 dt   ρ

Можем заметить, что скорость испарения не зависит от площади, значит время испарения с основания и с боковой поверхности не зависят друг от друга и равны:

tбок =  R--=  R-ρ
       dh-    σ
       dt

       h     R ρ
tосн =  dh-=  ---
       ---   2σ
       dt

Время испарения с основания меньше, значит и весь цилиндр испарится за это время:

t = R-ρ
     2σ
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!