Ứng dụng này mô phỏng động lực học của một loại khí lý tưởng (không tương tác) bên trong một hộp lập phương có cạnh L. Các tính toán mô phỏng có tính đến một hộp lập phương, nhưng chỉ hiển thị hình chiếu của các vị trí hạt trên mặt phẳng xy.

Nút:

• Bắt đầu hoặc tạm dừng mô phỏng.
• Khởi động lại mô phỏng.
• Hiển thị biểu đồ phân bổ tốc độ hạt.

Trong mô phỏng này, chúng tôi xem xét một loại khí bao gồm N (1 ≤ N 1000) phân tử có khối lượng m (1u ≤ m 1000u) chứa trong một khối lập phương có thể tích V = L³, trong đó 150 nm ≤ L 600 nm.

Khi bắt đầu mô phỏng, các phân tử đứng yên ở trung tâm của khối lập phương. Sau đó, chúng tôi xác định sự phân bố vận tốc ban đầu của từng phân tử bằng cách tung 10 viên xúc xắc 10 mặt.

Khi các giá trị N, m, L và tốc độ có khả năng xảy ra nhất là v_p (1 m/s ≤ v_p ≤ 700) đã được chọn, mô phỏng xác định nhiệt độ T của khí thông qua vận tốc của các phân tử và khối lượng của chúng.

Khi bắt đầu mô phỏng, các phân tử khởi hành ngẫu nhiên theo mọi hướng và chuyển động của từng phân tử được xác định, tại mỗi thời điểm, coi như các phân tử chỉ va chạm đàn hồi với các thành của khối lập phương.

Mặc dù mô phỏng là ba chiều nhưng chỉ hiển thị mặt phẳng xy của khối cạnh L. Áp suất do các phân tử khí tác dụng lên các mặt của khối lập phương được xác định theo thời gian thực bằng tổng các xung được truyền bởi mỗi phân tử trên các mặt của khối lập phương, thông qua phương trình:

trong đó $\Delta t$ là khoảng thời gian giữa hai nhịp.

Đọc thêm: