La distribución de velocidad Maxwell

Fabian Steven Aguirre Franco – 1010109261

Maxwell speed and velocity distributions

La distribución de velocidad Maxwell es una ley estadística bien conocida en la teoría molecular cinética. En esta actividad, experimentará con las funciones de distribución de velocidad y velocidad de Maxwell para un sistema de partículas que interactúan idénticas.

Instrucción: Ejecute la simulación hasta que la grabadora esté llena y, a continuación, detenga la simulación. Haga clic en los dos botones anteriores para producir curvas de distribución de velocidad y velocidad de Maxwell. Si desea crear un informe, tome algunas instantáneas de las curvas.

También puede explorar el efecto de la temperatura en la distribución de la velocidad.

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Al cambiar la temperatura de la simulación, tanto a temperatura normal, altas temperaturas y bajas temperaturas se observa que la velocidad de distribución de las partículas cambia según la temperatura, lo cual lo podemos observar es las diferentes escalas de los gráficos, donde a temperatura normal la velocidad avanza hasta 2000 m/s, a temperatura alta avanza hasta 3000 m/s y a temperatura baja disminuye hasta 1000 m/s.

Mass dependence of speed distributions of molecules

Según el teorema de distribución de velocidad Maxwell, las velocidades medias de las moléculas de gas son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus masas. En otras palabras, cuanto más ligera sea una molécula, más rápido se moverá, en promedio.  En esta actividad, descubrirá el efecto de la masa en las funciones de distribución de velocidad. Simplemente ejecute la simulación hasta que la cinta de la grabadora esté llena, detenga la simulación y haga clic en los dos botones debajo de la ventana del modelo. Compare los gráficos y saque su conclusión.

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Explicación: Los átomos grandes son 10 veces más pesados que los pequeños. Las fuerzas interatómicas entre un par de átomos grandes y átomos pequeños son idénticas en la fuerza, según la tercera ley de Newton (se llaman fuerzas de acción y reacción en la física). Pero la aceleración del átomo grande resultó de la fuerza de acción es 10 veces menor que la aceleración del átomo pequeño resultante de la fuerza de reacción. Como resultado, el átomo grande se moverá más lentamente, porque la velocidad de un átomo deriva de su aceleración.

La pregunta es: ¿por qué la velocidad media de los átomos grandes no es exactamente una décima parte de la de los átomos pequeños?

La velocidad media de los átomos grandes no es exactamente una décima parte de la de los átomos pequeños debido a que estos átomos se ven directamente influenciados por la temperatura y por las fuerzas de atracción, ya que la energía suministrada al sistema la van a recibir ambos átomos, sin embargo, la energía que requiere los átomos mas grandes es mayor para poder moverse por lo tanto la fuerza de acción va a ser menor, mientras que la los átomos mas pequeños no requieren de tanta energía lo cual va a permitir que su fuerza de reacción sea mucho mayor.

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