คำอธิบาย
การจำลองแบบโต้ตอบของพลวัตก๊าซสองชนิดที่คั่นด้วยฉากกั้นซึ่งเลือกให้ตรึงหรือเคลื่อนที่ได้ ความเร็วเริ่มต้นในก๊าซแต่ละชนิดสุ่มจากการแจกแจงแมกซ์เวลล์–โบลต์ซมันน์ ดังนั้นอุณหภูมิเริ่มต้นจึงใกล้เคียงแต่ไม่เท่ากับค่าที่เลือกอย่างพอดี
ตัวควบคุม
ปรับช่องเปิดและตำแหน่งของฉากกั้น รวมทั้งอุณหภูมิ จำนวนอนุภาค และมวลอะตอมของก๊าซแต่ละชนิดในแผง “ฉากกั้น” และ “ก๊าซ” เมื่อฉากกั้นเคลื่อนที่ได้ ตำแหน่งจะเปลี่ยนตามความต่างความดันระหว่างสองห้อง แผง “กราฟ” แสดงอุณหภูมิ จำนวนอนุภาค และความดันในแต่ละห้องตามเวลา คลิกรายการในคำอธิบายกราฟเพื่อแสดงหรือซ่อนเส้นโค้ง
แบบจำลองทางฟิสิกส์
ความเร็วเริ่มต้นของแต่ละอนุภาคสุ่มจากการแจกแจงแมกซ์เวลล์–โบลต์ซมันน์ เพื่อให้อุณหภูมิของก๊าซแต่ละชนิดสอดคล้องกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค,
$$
\frac{1}{2}m\langle v^2\rangle = \frac{3}{2}k_BT,
$$
และอนุภาควิวัฒน์ผ่านการชนแบบยืดหยุ่นระหว่างกัน รวมทั้งชนผนังภาชนะและฉากกั้น ความดันในแต่ละห้องหาได้จากอัตราการถ่ายโอนโมเมนตัมต่อหน่วยพื้นที่ระหว่างการชนกับผนัง
ผู้พัฒนา
Marco P. M. de Souza
เอกสารอ้างอิง
Cassia E. de F. Ladeira,
Simulações Computacionais: um modelo simples para o resfriamento atômico (TCC Física, Universidade Federal de Rondônia, 2019).
ดูวิทยานิพนธ์H. Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (Blucher, 2014).