Молекулярная физика. Термодинамика. Кузнецов С.И. - 31 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Рисунок 2.10

Таким образом, чем тяжелее газ (> µ) и чем ниже температура,

тем быстрее убывает давление.

2.5. Распределение Больцмана

Распределение Больцмана определяет распределение частиц в си-

ловом поле в условиях теплового равновесия.

Больцман Людвиг (1844 – 1906) – австрийский физик-

теоретик, один из основоположников классической статистической

физики. Основные работы в области кинетической теории газов,

термодинамики и теории излучения. Вывел основное кинетическое

уравнение газов, являющееся основой физической кинетики. Впер-

вые применил к излучению принципы термодинамики.

Пусть идеальный газ находится в поле консерватив-

ных сил, в условиях теплового равновесия. При этом

концентрация газа будет различной в точках с различной потенциаль-

ной энергией, что необходимо для соблюдения условий механического

равновесия. Так, число молекул в единичном объеме n убывает с удале-

нием от поверхности Земли, и давление, в силу

соотношения nk

падает.

Если известно число молекул в единичном объеме, то известно и

давление, и наоборот. Давление и плотность пропорциональны друг

другу, поскольку температура в нашем случае постоянна. Давление с

уменьшением высоты должно возрастать, потому что нижнему слою

приходится выдерживать вес всех расположенных сверху атомов.

Исходя из основного уравнения молекулярно-кинетической теории

= , заменим P и P

в барометрической формуле (2.4.1) на n и n

получим

распределение Больцмана для молярной массы газа:

enn

−

= (2.5.1)