Diese Anwendung simuliert die Dynamik eines idealen (nicht wechselwirkenden) Gases in einem kubischen Kasten mit der Kante L. Die Simulationsrechnungen berücksichtigen einen kubischen Kasten, es werden jedoch nur die Projektionen der Partikelpositionen auf der xy-Ebene angezeigt.

Tasten:

• Startet oder pausiert die Simulation.
• Startet die Simulation neu.
• Zeigt das Histogramm der Partikelgeschwindigkeitsverteilung.

In dieser Simulation betrachten wir ein Gas bestehend aus N (1 ≤ N ≤ 1000) Moleküle der Masse m (1u ≤ m ≤ 1000u) enthalten in einem Würfel mit dem Volumen V = L³, wobei 150 nm ≤ L ≤ 600 nm.

Zu Beginn der Simulation ruhen die Moleküle im Zentrum des Würfels. Anschließend haben wir die Verteilung der Anfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Moleküle durch Würfeln mit zehn 10-seitigen Würfeln bestimmt.

Nachdem die Werte von N, m, L und die wahrscheinlichste Geschwindigkeit v_p (1 m/s ≤ v_p ≤ 700) ausgewählt wurden, Die Simulation bestimmt die Temperatur T des Gases über die Geschwindigkeiten der Moleküle und ihre Massen.

Zu Beginn der Simulation fliegen die Moleküle zufällig in alle Richtungen und die Bewegung jedes Moleküls wird bestimmt. in jedem Moment, wenn man bedenkt, dass die Moleküle nur elastisch mit den Wänden des Würfels kollidieren.

Obwohl die Simulation dreidimensional ist, wird nur die xy-Ebene des Kantenwürfels L angezeigt. Der Druck, den die Gasmoleküle auf die Würfelflächen ausüben, wird zeitlich bestimmt real durch die Summe der Impulse, die jedes Molekül auf die Flächen des Würfels überträgt, durch die Gleichung:

wobei $\Delta t$ das Zeitintervall zwischen zwei Schlägen ist.

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