Физика газов. Броуновское движение.

Question

Происходит эксперимент : в открытый снизу сосуд (к примеру, перевёрнутый стакан) подаётся водород, заполня таким образом половину объёма сверху нижня половина заполнена обычным атмосферным воздухом. Затем при помощи электрического нагревательного элемента водород начинают нагревать вплоть до температуры, при которой он начинает активно взаимодействовать атмосферным воздухом из нижней части. Вопрос первый: полностью ли водород вытеснит все другие газы из верхней части сосуда до начала эксперимента или же будет присутствовать в этой области в большей концентрации, чем другие газы, иными словами: будет ли существовать чёткая граница между водородом и другими газами? Вопрос второй (возможно не совсем коректный) : могут ли частицы водорода покинуть сосуд снизу, пройдя через слой атмосферного воздуха, в следствии чего через достаточное время в сосуде не останется ни одной молекулы водорода (представим, что в атмосферном воздухе водород отсутствует) ?

Answer 1

если именно броуновское движение то первый вопрос нет, второй да, а в реале будет взрыв, иначе я не понимаю что значит активное взаимодействие. да несмотря на меньшую плотность и закон архимеда газ будет рассеиваться, дифундировать и отдельные молекулы полетят вниз в то же время отдельные молекулы газов из воздуха будут улетать вверх банки, все это случайное явление.

Answer 2

Самым тяжёлым значительным компонентом атмосферного воздуха является СО2 (молярная масса 44, тогда как у О2 это 32) ; по этой логике он должен был накапливаться внизу атмосферы. Но на самом деле его концентрация по высоте уменьшается весьма незначительно (к сожалению, отыскать таблицу концентрации газов по высоте на этот раз отыскать мне не удалось) . При смещении газов каждый из компонентов заполняет объём самостоятельно, и его концентрация определяется из барометрической формулы, а не непосредственно плотностью.