Calculadora de la Distribución de Maxwell-Boltzmann

Acerca de esta calculadora

La distribución de Maxwell-Boltzmann describe cómo se reparten las velocidades moleculares en un gas en equilibrio térmico: f(v) = 4π (m/2πkT)^(3/2) v² e^(−mv²/2kT), donde m es la masa de la molécula, T la temperatura absoluta y k la constante de Boltzmann. Esta f(v) es una densidad de probabilidad normalizada (su integral vale 1 sobre todas las velocidades), por lo que da la fracción de moléculas por unidad de velocidad y no un número de moléculas. De esta única distribución se obtienen algebraicamente tres velocidades características: la velocidad más probable v_p = √(2kT/m), la velocidad media v_media = √(8kT/πm) y la velocidad cuadrática media v_rms = √(3kT/m), cada una algo mayor que la anterior.

Esta calculadora evalúa la densidad de probabilidad a una velocidad elegida y devuelve las tres velocidades características para una masa molar y una temperatura dadas. Los estudiantes de física y de fisicoquímica la usan para comprobar tareas de teoría cinética, mientras que los ingenieros que modelan la difusión de gases, la efusión o las velocidades de reacción y los científicos atmosféricos que estudian cómo escapan de la atmósfera de un planeta los gases ligeros como el hidrógeno se basan en la misma distribución de velocidades.