Распределение Максвелла. Распределение Больцмана презентация

Содержание

Распределение Максвелла  

Слайд 1Лекция 17
Распределение Максвелла
Распределение Больцмана


Слайд 2Распределение Максвелла
 


Слайд 3Распределение Максвелла
 


Слайд 4Распределение Максвелла
Закон распределения молекул по скоростям был получен в конце 19

века Максвеллом.
При этом он сделал два предположения:
1. все направления скоростей равновероятны
2. рассчитанное с помощью закона распределения давление идеального газа должно соответствовать полученному из экспериментов уравнению.


Слайд 5Распределение Максвелла
 


Слайд 6Распределение Максвелла
 


Слайд 7Распределение Максвелла
 


Слайд 8Распределение Максвелла
 


Слайд 9Распределение Максвелла
 


Слайд 10Распределение Максвелла
 


Слайд 11Распределение Максвелла
 


Слайд 12Распределение Максвелла
 


Слайд 13Распределение Максвелла
 


Слайд 14Распределение Максвелла
 


Слайд 15Распределение Максвелла
 


Слайд 16Распределение Максвелла
 


Слайд 17Распределение Максвелла
 


Слайд 18Распределение Максвелла
 


Слайд 19Средняя скорость молекул
 


Слайд 20Средняя скорость молекул
 


Слайд 21Средняя скорость молекул
 


Слайд 22Средняя скорость молекул
 


Слайд 23Средняя скорость молекул
 


Слайд 24Средняя скорость молекул
 


Слайд 25Средняя скорость молекул
 


Слайд 26Средняя скорость молекул
 


Слайд 27Средняя скорость молекул
 


Слайд 28Средняя скорость молекул
 


Слайд 29Наиболее вероятная скорость
 


Слайд 30Наиболее вероятная скорость
 


Слайд 31Наиболее вероятная скорость
 


Слайд 32Наиболее вероятная скорость


Слайд 33Наиболее вероятная скорость
 


Слайд 34Молекулярные пучки (потоки)
Надем поток молекул в вакуум через малое отверстие в

стенке сосуда. Если размер отверстия много меньше длины свободного пробега молекул, то столкновений в отверстии не будет, а концентрация молекул будет возмущена в области порядка размера отверстия.

Слайд 35Молекулярные пучки (потоки)
 


Слайд 36Молекулярные пучки (потоки)
 


Слайд 37Молекулярные пучки (потоки)
 


Слайд 38Молекулярные пучки (потоки)
 


Слайд 39Молекулярные пучки (потоки)
 


Слайд 40Молекулярные пучки (потоки)
 


Слайд 41Закон равнораспределения энергии по степеням свободы
 


Слайд 42Закон равнораспределения энергии по степеням свободы
Если молекула состоит из нескольких атомов,

появляется энергия связанная с её вращением и колебаниями атомов относительно равновесного положения. С этими движениями также будет связана соответствующая энергия.
Рассмотрим эту ситуацию на примере двухатомной молекулы

Слайд 43Закон равнораспределения энергии по степеням свободы
Момент инерции Iz =0 и энергия

вращения вокруг этой оси равна нулю. Можно показать, что средняя энергия связанная с вращениями по осям X и Y будет kT/2 на каждую ось. Для двухатомной молекулы , энергия вращения равна kT. Тот же самый результат мы получим для трехатомной линейной молекулы (молекула СО2)

Слайд 44Закон равнораспределения энергии по степеням свободы
 


Слайд 45Закон равнораспределения энергии по степеням свободы
 


Слайд 46Закон равнораспределения энергии по степеням свободы
 


Слайд 47Барометрическая формула
 


Слайд 48Барометрическая формула
 


Слайд 49Барометрическая формула
 


Слайд 50Барометрическая формула
 


Слайд 51Барометрическая формула
 


Слайд 52Барометрическая формула
Для условий земной атмосферы h0 ≈ 10 км. Сооружаемые емкости

имеют значительно меньшие габариты, поэтому неоднородность распределения паров в них не наблюдается. Лишь при подъеме в горы или с помощью авиации обнаруживается влияние поля тяжести на распределение воздуха в атмосфере.

Слайд 53Барометрическая формула
 


Слайд 54Барометрическая формула
Воздух представляет собой смесь газов, молекулы которых имеют различную массу.

Состав атмосферы должен резко изменяться с высотой. Относительная концентрация легких газов должна увеличиваться с высотой. Измерения состава воздуха на разных высотах не подтвердили этого вывода. Интенсивная конвекция в пределах тропосферы приводит к известному выравниванию состава воздуха по высоте. Общеизвестно также падение температуры с высотой.


Слайд 55Распределение Больцмана
 


Слайд 56Распределение Больцмана
 


Слайд 57Распределение Больцмана
Это распределение может использоваться для произвольного типа взаимодействия (то есть

не обязательно гравитационного) и для любого вида пространственной зависимости потенциальной энергии (то есть не обязательно приводящей к однородному внешнему полю).
Единственным ограничением является консервативный характер действующих сил – то есть это такие силы, для которых их работа при движению по замкнутому контуру равняется нулю. Только для таких сил можно ввести потенциальную энергию, которая зависит только от положения в пространстве.

Слайд 58Распределение Больцмана
 


Слайд 59Центрифугирование, разделение изотопов
Центрифугирование нашло широкое применение в химии и биологии как

эффективный способ разделения близких по молекулярному весу или плотности веществ. В системе отсчета, связанной с центрифугой, объект исследования находится в равновесии, и к нему можно применить распределение Больцмана.

Слайд 60Центрифугирование, разделение изотопов
 


Слайд 61Центрифугирование, разделение изотопов
 


Слайд 62Центрифугирование, разделение изотопов
Из формулы следует, что концентрация тяжелых частиц у боковой

стенки центрифуги относительно выше, что используется для разделения смесей. Сейчас особенно активно центрифугирование используется для разделения составляющих различных биологических препаратов. Также центрифугирование было использовано для обогащения урана. Уран состоит в основном из двух изотопов 238U (99,28 % природного содержания) и 235U (0,71 %). Cпособностью к ядерным реакциям деления обладает только изотоп 235U. Возникающая задача обогащения урана решалась путем его фторирования, с образованием газообразного соединения UF6, и последующего многократного центрифугирования

Слайд 63До следующей лекции


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика