3. На какой высоте отношсшие кошцентрации кислорода к концентрации углекислого газа ≤ft(CO2 ight) в воздухе на 5 % больше, чем на уровне моря? Температуру воздуха считайте не меняющейся с высотой и равной 27° C. Атомная масса углерода - 12 а.е.м,

6 ноября 2025
Физика

Условие:

3. На какой высоте отношсшие кошцентрации кислорода к концентрации углекислого газа ≤ft(CO₂\right) в воздухе на 5 \% больше, чем на уровне моря? Температуру воздуха считайте не меняющейся с высотой и равной 27^° C. Атомная масса углерода - 12 а.е.м, кислорода - 16 а.е.м.

Указание: при решении задачи вначале получите ответ в аналитическом виде и только после этого подставьте числа в полученное выражение.

Решение:

1. В условиях диффузионного равновесия распределение пар, составляющих газовую смесь, определяется законом Больцмана. Для каждой молекулы концентрация на высоте z имеет вид n(z) = n(0)·exp(–m·g·z/(kBT)), где m – масса отдельной молекулы. 2. Для кислорода O2 молекулярная масса равна 2·16 = 32 а.е.м, для углекислого газа CO2 – 12+2·16 = 44 а.е.м. Если считать массы молекул в а.е.м., разница в экспонентах при изменении высоты определяется разностью масс Δm = (44 – 32) = 12 а.е.м. 3. При диффузионном равновесии отношение концентраций кислорода и CO2 на высоте z будет n(O2)/n(CO2) = n(O2)/...