Calculadora da Distribuição de Maxwell-Boltzmann

Sobre esta calculadora

A distribuição de Maxwell-Boltzmann descreve como as velocidades moleculares se distribuem em um gás em equilíbrio térmico: f(v) = 4π (m/2πkT)^(3/2) v² e^(−mv²/2kT), em que m é a massa da molécula, T a temperatura absoluta e k a constante de Boltzmann. Esse f(v) é uma densidade de probabilidade normalizada (integra 1 sobre todas as velocidades), portanto fornece a fração de moléculas por unidade de velocidade, e não uma contagem de moléculas. A partir dessa única distribuição saem algebricamente três velocidades características — a velocidade mais provável v_p = √(2kT/m), a velocidade média v_média = √(8kT/πm) e a velocidade quadrática média v_rms = √(3kT/m), cada uma um pouco maior que a anterior.

Esta calculadora avalia a densidade de probabilidade em uma velocidade escolhida e devolve as três velocidades características para uma dada massa molar e temperatura. Estudantes de física e de físico-química a usam para conferir exercícios de teoria cinética, enquanto engenheiros que modelam difusão de gases, efusão ou taxas de reação e cientistas atmosféricos que estudam como gases leves, como o hidrogênio, escapam da atmosfera de um planeta recorrem à mesma distribuição de velocidades.