Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Тема 9. Статистические распределения





 

Из-за хаотического движения молекул все направления движения являются равновероятными, т.е. в любом направлении в среднем движется одинаковое число молекул. По молекулярно-кинетической теории как бы не изменялись скорости молекул при столкновениях, средняя квадратичная скорость молекул, находящихся в состоянии равновесия (Т=const), остается постоянной и равной

<υ> =

Это объясняется тем, что в газе, находящемся в состоянии равновесия, устанавливается некоторое стационарное, не меняющееся со временем распределение молекул по скоростям, которое подчиняется определенному статистическому закону. Этот закон теоретически выведен Максвеллом. Максвелл предположил, что газ состоит из очень большого числа N молекул, находящихся в состоянии беспорядочного теплового движения при одинаковой температуре. Закон Максвелла описывается функцией f (υ) – функция распределения молекул по скоростям. Если разбить диапазон скоростей молекул на малые интервалы, равные , то на каждый интервал скорости приходит некоторое число молекул dN (υ), имеющих скорость, заключенную в этом интервале. Функция f (υ) определяет относительное число молекул dN (υ)/ N, скорости которых лежат в интервале от υ до υ+, , т.е.

Отсюда

Применяя методы теории вероятностей, Максвелл получил функцию

- закон о распределении молекул идеального газа по скоростям

Вид функции зависит от рода газа (m0.- массы молекулы) и от температуры. Скорость, при которой функция распределения молекул идеального газа по скоростям максимальна, называется наиболее вероятной скоростью

Исходя из распределения молекул по скоростям, можно найти распределение молекул по энергиям теплового движения

Проинтегрировав это выражение, получим среднюю кинетическую энергию молекул идеального газа

При выводе основного уравнения МКТ и максвелловского распределения, предполагалось, что на молекулы газа не действуют внешние силы, поэтому молекулы равномерно распределены по объему. Мы знаем, что молекулы любого газа находятся в поле тяготения Земли и давление газа с высотой убывает по закону

 

Так как высоты обозначаются относительно уровня моря, где давление считается нормальным, то можно записать

- барометрическая формула

р – давление на высоте h.

Используя формулу р = n kT , барометрическую формулу можно преобразовать

n – концентрация молекул на высоте h

n0 - концентрация молекул на высоте h=0

Так как М = m0NA , а R = kNA

то

где Еp = m0gh - потенциальная энергия в поле тяготения

Тогда

- распределение Больцмана для внешнего потенциального поля.







Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 178; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.