Descrição
Simulação interativa da dinâmica de dois gases separados por uma barreira, que pode ser mantida fixa ou móvel. As velocidades iniciais de cada gás são geradas aleatoriamente a partir da distribuição de Maxwell-Boltzmann, de forma que as temperaturas iniciais ficam próximas às escolhidas, mas não exatamente iguais.
Controles
Ajuste abertura e posição da barreira, e temperatura, número de partículas e massa atômica de cada gás pelos painéis "Barreira" e "Gases". Com a barreira móvel, sua posição se desloca sozinha conforme a diferença de pressão entre os dois compartimentos. O painel "Gráfico" mostra temperatura, número de partículas e pressão de cada compartimento em função do tempo — clique numa curva da legenda para mostrar ou esconder.
Modelo físico
As velocidades iniciais de cada partícula são sorteadas da distribuição de Maxwell-Boltzmann, de modo que a temperatura de cada gás corresponda à energia cinética média das suas partículas,
$$
\frac{1}{2}m\langle v^2\rangle = \frac{3}{2}k_BT,
$$
e evoluem por colisões elásticas entre si e com as paredes/barreira do recipiente. A pressão em cada compartimento é obtida a partir da taxa de transferência de momento por unidade de área nas colisões com as paredes.
Desenvolvedores
Marco P. M. de Souza
Referências
Cassia E. de F. Ladeira,
Simulações Computacionais: um modelo simples para o resfriamento atômico (TCC Física, Universidade Federal de Rondônia, 2019).
LinkH. Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (Blucher, 2014).