Boltzmann-eloszlás
Boltzmann-eloszlás határozza meg a szemcseméret-eloszlást erőtér a feltételeit termikus egyensúly.
Boltsman Lyudvig (1844-1906) - osztrák elméleti fizikus, az egyik alapítója a klasszikus statisztikus fizika. A fő munka - terén a gázok kinetikus elméletét, termodinamika és a sugárzás elmélet. Kikövetkeztetett mester egyenlet gázok, amely alapján a fizikai kinetikája. Az első, hogy alkalmazzák az termodinamika sugárzás.
Tegyük fel, hogy egy ideális gáz az a konzervatív erők a hőmérsékleti egyensúly. Ebben az esetben a gáz koncentrációja változik különböző pontjain a potenciális energia, ami szükséges ahhoz, hogy a feltételek a mechanikai egyensúly. Így, az n szám molekulák egy egységnyi térfogatban a távolsággal csökken a Föld felszínén és a nyomás, tekintettel a kapcsolatban P = NKT. esik.
Ha tudja a molekulák száma egységnyi térfogatú, és a nyomás ismert, és fordítva. A nyomás és a sűrűség arányos egymással, mivel ebben az esetben a hőmérséklet állandó. A nyomás csökkenő magasságban kell növelni, mert az alsó rétegnek, hogy ellenálljon a tömeg összes atom tetején található.
Alapján az alapvető egyenlet molekuláris kinetikus elméletét: P = NKT. cserélje P és P0 a barometrikus képletű (2.4.1), hogy n, és a n0 és szerezzen Boltzmann-eloszlás a moláris tömege a gáz:
ahol n0 és n - molekulák száma a térfogategységre jutó magasság H = 0 és h.
Mivel egy, akkor (2.5.1) felírható
A csökkenő hőmérséklet, a molekulák száma a magasságokban nullától eltérő, csökken. A T = 0 a termikus mozgás megszűnik, az összes molekulák telepedett a felületen. Magas hőmérsékleten, éppen ellenkezőleg, a molekulák szinte egyenletesen elosztható magassága és sűrűsége a molekulák lassan csökken a magassággal. Mivel MGH - a potenciális energia U. különböző magasságban U = mgh - más. Ezért, (2.5.2) eloszlását szemlélteti szerinti részecskék az értékek a potenciális energia:
- ez a törvény eloszlása a potenciális energia a részecskék - Boltzmann-eloszlás. Itt n0 - molekulák száma egységnyi térfogatra, ahol U = 0.
Ábra 2.11 mutatja a koncentráció a különböző gázok a magasságban. Látható, hogy a szám a nehezebb molekulák magassága csökken gyorsabb a fénynél.
Tól (2.5.3) lehet, hogy a szükséges koncentrációjának aránya a molekulák pontok U1 és i> U2 jelentése: