Máy tính phân bố Maxwell-Boltzmann

Giới thiệu về công cụ này

Phân bố Maxwell-Boltzmann mô tả cách tốc độ phân tử được phân tán trong một chất khí ở trạng thái cân bằng nhiệt: f(v) = 4π (m/2πkT)^(3/2) v² e^(−mv²/2kT), trong đó m là khối lượng phân tử, T là nhiệt độ tuyệt đối và k là hằng số Boltzmann. f(v) này là một mật độ xác suất chuẩn hóa (tích phân bằng 1 trên mọi tốc độ), nên nó cho biết tỷ lệ phân tử trên mỗi đơn vị tốc độ chứ không phải số phân tử. Từ riêng phân bố này suy ra đại số ba tốc độ đặc trưng — tốc độ khả dĩ nhất v_p = √(2kT/m), tốc độ trung bình v_mean = √(8kT/πm) và tốc độ căn quân phương v_rms = √(3kT/m), mỗi giá trị lớn hơn giá trị trước một chút.

Máy tính này tính mật độ xác suất tại một tốc độ được chọn và trả về cả ba tốc độ đặc trưng cho một khối lượng mol và nhiệt độ cho trước. Sinh viên vật lý và hóa lý dùng nó để kiểm tra bài tập thuyết động học, còn kỹ sư mô hình hóa sự khuếch tán khí, sự thoát khí hay tốc độ phản ứng và các nhà khoa học khí quyển nghiên cứu cách các khí nhẹ như hydro thoát khỏi khí quyển của một hành tinh dựa vào cùng phân bố tốc độ này.