Распоеделение максвелла. 1_4 Распределение Максвелла-ред от 20.11.2018. Лабораторная работа 2 распределение максвелла
 Скачать 1.52 Mb.
|
Лабораторная работа № 2.2РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛЛАОзнакомьтесь с теорией в конспекте и учебниках. Запустите программу «Открытая физика 1.1». Выберите раздел «Термодинамика и молекулярная физика» и работу «Распределение Максвелла». Нажмите кнопку с изображением страницы во внутреннем окне. Прочитайте теорию и запишите необходимое в свой конспект лабораторной работы. Закройте окно теории, нажав кнопку с крестом в правом верхнем углу внутреннего окна. Целью работы является изучение на компьютерной модели максвелловского распределения молекул идеального газа по величинам скоростей. Содержанием работы является: Получение на основе компьютерной модели максвелловского распределения молекул газа по скоростям при различных температурах. Изучение зависимости наиболее вероятной скорости молекул газа от температуры. Подсчет общего числа молекул Определение массы молекул в данной модели. Краткая теория Молекулярная физика изучает системы, состоящие из очень большого числа частиц. Наиболее простой моделью системы многих частиц является идеальный газ. Эта система состоит из большого числа точечных материальных объектов с конечной массой, находящихся в состоянии непрерывного хаотичного движения. Частицы не взаимодействуют друг с другом на расстоянии. При столкновении ведут себя как упругие шары. Наиболее близко свойствам идеального газа соответствуют обычные газы при условиях, не сильно отличающихся от нормальных  . Простота модели идеального газа делает ее удобной для ознакомления со статистическим методом описания систем многих частиц. В его основе лежат следующие представления: - свойства системы в целом определяются свойствами и характером движения частиц, ее составляющих; - в силу многочисленности частиц и большого числа столкновений их поведение носит случайный характер; - поведение системы в целом необходимо описывать не совокупностью координат и скоростей частиц, а усредненными характеристиками (средняя энергия, средняя плотность и т.д.). При сопоставлении этих усредненных характеристик с термодинамическими соотношениями выясняется смысл микроскопических параметров системы. Так, например, оказалось, что абсолютная температура пропорциональна средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Закономерности, получаемые статистическим методом, называются вероятностными, или статистическими. Для их получения строится модель изучаемой системы. В данной работе рассматривается применение статистического метода описания к вопросу о распределении молекул газа по скоростям в состоянии равновесия при  , в отсутствие внешних силовых полей. Опыт показывает, что любая изолированная система приходит в состояние теплового (термодинамического) равновесия, в котором ее макроскопические параметры (давление, температура) не изменяются со временем и постоянны в объеме. Но согласно основным представлениям молекулярно-кинетической теории молекулы системы находятся в беспорядочном хаотическом движении. В идеальном газе молекулы движутся между столкновениями поступательно с разными скоростями, изменяя скорость при столкновении. В этом случае случайной величиной (разной у молекул) является скорость и стоит задача о нахождении распределения молекул газа по скоростям. Для этого необходимо принять модель системы и качественно рассмотреть свойства этой системы в состоянии теплового равновесия.Так как в состоянии равновесия давление во всех частях системы одинаково, то естественно допустить, что в газе отсутствуют какие-либо направленные движения молекул, то есть движения молекул предельно неупорядочены. В отношении скоростей молекулы это означает: скорость молекул и ее проекции являются непрерывными величинами, так как ни одно значение скорости не имеет преимущества перед другими значениями; при тепловом равновесии при |