Описание
Интерактивное моделирование динамики двух газов, разделённых барьером, который можно держать неподвижным или подвижным. Начальные скорости каждого газа генерируются случайным образом по распределению Максвелла–Больцмана, так что начальные температуры близки к выбранным, но не совпадают.
Управление
Отрегулировать открытие и положение барьера, а также температуру, количество частиц и атомную массу каждого газа по панелям «Барьер» и «Газы». С подвижным барьером его положение меняется самостоятельно в зависимости от разницы давления между двумя отделениями. Панель «График» показывает температуру, количество частиц и давление каждого отсека в зависимости от времени — кликните по кривой в легенде, чтобы показать или скрыть.
Физическая модель
Начальные скорости каждой частицы определяются из распределения Максвелла–Больцмана, так что температура каждого газа соответствует средней кинетической энергии его частиц,
$$
\frac{1}{2}m\langle v^2\rangle = \frac{3}{2}k_BT,
$$
и эволюционируют за счёт упругих столкновений друг с другом и со стенками/барьером контейнера. Давление в каждом отсеке получается от скорости передачи моментов на единицу площади при столкновениях со стенками.
Разработчики
Marco P. M. de Souza
Ссылки
Cassia E. de F. Ladeira,
Simulações Computacionais: um modelo simples para o resfriamento atômico (TCC Física, Universidade Federal de Rondônia, 2019).
СсылкаH. Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (Blucher, 2014).