Статистические распределения. (Лекция 2) презентация

Содержание

Принцип детального равновесия При статистическом описании равновесных состояний широко используется принцип детального равновесия: любой микроскопический процесс в равновесной макроскопической системе протекает с той же скоростью, что и обратный ему процесс

Слайд 12.1 Распределение Максвелла молекул по скоростям
ЛЕКЦИЯ 2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ


Слайд 2Принцип детального равновесия
При статистическом описании равновесных состояний широко используется принцип детального

равновесия: любой микроскопический процесс в равновесной макроскопической системе протекает с той же скоростью, что и обратный ему процесс

Слайд 3Функции распределения молекул
В статистической физике важное значение имеет установление вида функции

распределения молекул по какому-либо параметру: энергии, скорости, импульсу и т.д.

Например, функция распределения молекул по скоростям f(v) определяет вероятность dP(v) того, что скорость молекулы находится в интервале от v до v + dv:


Слайд 4Плотность вероятности
Функция f(v) называется также плотностью вероятности, поскольку


Слайд 5Среднее значение физической величины
Зная функцию распределения молекул f(x) по параметру x,

можно найти среднее значение физической величины ϕ, зависящей от x:



где (a, b) – интервал возможных значений величины x

Слайд 6Нормировка функции распределения
Считается, что для функции распределения f(x) выполняется условие нормировки:


Слайд 7Распределение молекул по проекциям скорости
Аналогичные функции распределения получаются и для двух

других компонент скорости vy и vz

Слайд 8Функция распределения f(vx,vy,vz)


Слайд 9Распределение молекул по абсолютным значениям скорости
Функция распределения f(v) имеет максимум, соответствующий

наиболее вероятной скорости молекул vвер и существенным образом зависит от массы молекул и температуры газа

Слайд 10Зависимость функции распределения Максвелла от температуры газа и массы его молекул
При

этом площадь под кривой функции распределения Максвелла остается неизменной и численно равной 1 (согласно условию нормировки функции распределения)

Слайд 11Характерные скорости молекул: наиболее вероятная скорость


Слайд 12Характерные скорости молекул: средняя скорость


Слайд 13Характерные скорости молекул: средняя квадратичная скорость


Слайд 14Сопоставление значений скоростей


Слайд 15Распределение молекул по величинам безразмерной скорости


Слайд 16Распределение молекул по значениям импульса


Слайд 17Распределение молекул по значениям кинетической энергии поступательного движения


Слайд 182.2 Распределение Больцмана
ЛЕКЦИЯ 2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ


Слайд 19Распределение Больцмана
Если термодинамическая система, находящаяся в равновесном состоянии, помещена в силовой

поле, то распределение молекул в пространстве описывается распределением Больцмана:



Здесь n(x, y, z) – концентрация (плотность молекул в точке с координатами x, y, z; Π – потенциальная энергия молекулы в этой точке; n0 – концентрация молекул в том месте, где потенциальная энергия молекулы минимальна (равна нулю)

Слайд 20Распределение Больцмана
Число молекул, находящихся в пределах бесконечно малого объема dV =

dxdydz, расположенного в окрестности точки с координатами x, y, z, определяется выражением


Слайд 212.3 Барометрическая формула
ЛЕКЦИЯ 2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ


Слайд 22Барометрическая формула
Из распределения Больцмана следует барометрическая формула, описывающая изменение давления атмосферного

воздуха с высотой h:



Здесь p0 – давление у поверхности Земли, M – молярная масса воздуха, g – ускорение свободного падения.


Слайд 23Предположения, при которых получена барометрическая формула:
Воздух является идеальным газом, т.е. для

него выполняется уравнение Менделеева – Клапейрона.

Температура воздуха всюду одинакова (атмосфера изотермическая).

g = const, что справедливо для высот, много меньших радиуса Земли.

Слайд 24Зависимость давления и концентрации молекул атмосферного воздуха от высоты


Слайд 252.4 Распределение Максвелла – Больцмана
ЛЕКЦИЯ 2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ


Слайд 26Распределение Максвелла – Больцмана
Распределение Максвелла и распределение Больцмана можно объединить в

одно обобщенное распределение Макселла – Больцмана.

Это распределение позволяет найти число молекул dN, проекции скоростей которых принадлежат интервалам (vx, vx+dvx), (vy, vy+dvy), (vz, vz+dvz) и координаты которых принадлежат области (x, x+dx), (y, y+dy), (z, z+dz)

Слайд 27Распределение Максвелла – Больцмана


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