二つの気体の力学

固定または可動の隔壁で分けられた二つの気体の運動を扱うインタラクティブシミュレーションです。各気体の初速度はマクスウェル＝ボルツマン分布からランダムに生成されるため、実際の初期温度は設定値に近くなりますが、完全には一致しません。

「隔壁」と「気体」パネルで、隔壁の開口と位置、各気体の温度、粒子数、原子質量を調整します。可動隔壁の場合、2つの区画の圧力差に応じて位置が自動的に移動します。「グラフ」パネルには各区画の温度、粒子数、圧力の時間変化が表示されます。凡例の曲線をクリックすると表示／非表示を切り替えられます。

各粒子の初速度はマクスウェル＝ボルツマン分布からランダムに選ばれ、各気体の温度が粒子の平均運動エネルギーに対応するように設定されます。 $$ \frac{1}{2}m\langle v^2\rangle = \frac{3}{2}k_BT, $$ その後、粒子同士および容器の壁や隔壁との弾性衝突によって運動が変化します。各区画の圧力は、壁との衝突における単位面積あたりの運動量移動率から求められます。

Marco P. M. de Souza