Description
Simulation interactive de la dynamique de deux gaz séparés par une barrière fixe ou mobile. Les vitesses initiales de chaque gaz sont tirées aléatoirement suivant la distribution de Maxwell-Boltzmann, de sorte que les températures initiales soient proches des valeurs choisies sans leur être exactement égales.
Commandes
Réglez l’ouverture et la position de la barrière ainsi que la température, le nombre de particules et la masse atomique de chaque gaz dans les panneaux « Barrière » et « Gaz ». Lorsque la barrière est mobile, sa position varie automatiquement selon la différence de pression entre les deux compartiments. Le panneau « Graphique » affiche la température, le nombre de particules et la pression de chaque compartiment en fonction du temps ; cliquez sur une courbe de la légende pour l’afficher ou la masquer.
Modèle physique
Les vitesses initiales de chaque particule sont tirées de la distribution de Maxwell-Boltzmann, de sorte que la température de chaque gaz corresponde à l’énergie cinétique moyenne de ses particules,
$$
\frac{1}{2}m\langle v^2\rangle = \frac{3}{2}k_BT,
$$
et évoluent au moyen de collisions élastiques entre les particules ainsi qu’avec les parois et la barrière du récipient. La pression de chaque compartiment est calculée à partir du taux de transfert de quantité de mouvement par unité de surface lors des collisions avec les parois.
Développeurs
Marco P. M. de Souza
Références
Cassia E. de F. Ladeira,
Simulações Computacionais: um modelo simples para o resfriamento atômico (TCC Física, Universidade Federal de Rondônia, 2019).
LienH. Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (Blucher, 2014).