Калькулятор распределения Максвелла-Больцмана

Об этом калькуляторе

Распределение Максвелла-Больцмана описывает, как скорости молекул распределены в газе при тепловом равновесии: f(v) = 4π (m/2πkT)^(3/2) v² e^(−mv²/2kT), где m — масса молекулы, T — абсолютная температура, а k — постоянная Больцмана. Эта f(v) — нормированная плотность вероятности (её интеграл по всем скоростям равен 1), поэтому она даёт долю молекул на единицу скорости, а не число молекул. Из этого единственного распределения алгебраически выводятся три характерные скорости — наиболее вероятная скорость v_p = √(2kT/m), средняя скорость v_mean = √(8kT/πm) и среднеквадратичная скорость v_rms = √(3kT/m), каждая из которых немного больше предыдущей.

Калькулятор вычисляет плотность вероятности при выбранной скорости и возвращает все три характерные скорости для заданных молярной массы и температуры. Студенты, изучающие физику и физическую химию, используют его для проверки домашних заданий по кинетической теории, а инженеры, моделирующие диффузию газов, истечение или скорости реакций, и учёные-атмосферники, изучающие, как лёгкие газы вроде водорода уходят из атмосферы планеты, опираются на то же распределение скоростей.