Kalkulator for Maxwell-Boltzmann-fordeling

Om denne kalkulatoren

Maxwell–Boltzmann-fordelingen beskriver hvordan molekylhastigheter fordeler seg i en gass i termisk likevekt: f(v) = 4π (m/2πkT)^(3/2) v² e^(−mv²/2kT), der m er molekylets masse, T den absolutte temperaturen og k Boltzmann-konstanten. Denne f(v) er en normalisert sannsynlighetstetthet (den integrerer til 1 over alle hastigheter), så den gir andelen molekyler per hastighetsenhet og ikke et antall molekyler. Fra denne ene fordelingen faller tre karakteristiske hastigheter ut algebraisk — den mest sannsynlige hastigheten v_p = √(2kT/m), middelhastigheten v_mean = √(8kT/πm) og kvadratmiddelhastigheten (rms) v_rms = √(3kT/m), hver litt større enn den forrige.

Kalkulatoren beregner sannsynlighetstettheten ved en valgt hastighet og gir alle tre karakteristiske hastigheter for en gitt molar masse og temperatur. Studenter i fysikk og fysikalsk kjemi bruker den til å kontrollere lekser i kinetisk teori, mens ingeniører som modellerer gassdiffusjon, effusjon eller reaksjonshastigheter og atmosfæreforskere som studerer hvordan lette gasser som hydrogen unnslipper en planets atmosfære, stoler på den samme hastighetsfordelingen.