分子运动论 · 概率密度实验台

麦克斯韦速率分布探索器

同一杯气体里,分子并不会以同一个速率运动。改变温度或分子质量,看看整群分子的“速率队形”怎样重新排列。

f(v)=4π(M/2πRT)3/2v²e−Mv²/2RT

先别动滑块,做个预测

升温,或者换成更轻的分子时,曲线峰和三种特征速率会怎样变?

选择一种判断,再用实验台检验。

归一化速率概率密度 f(v)
当前温度对照温度所选区间
麦克斯韦速率分布曲线 横轴是分子速率,纵轴是概率密度。两条可拖动边界之间的面积代表分子速率落在该区间的比例。

拖动两条金色边界选择速率区间;键盘聚焦图表后可用左右方向键微调最近操作过的边界。

三种特征速率

最概然速率 vp—
平均速率 v̄—
方均根速率 vrms—

vp < v̄ < vrms

区间内分子比例

—
—

曲线下总面积 = 1.0000。连续分布中,某个精确速率的单点概率为0;只有速率区间才对应非零比例。

把图像读成物理结论

  • 调节温度或摩尔质量,观察峰位和三种特征速率。
归一化检查:曲线总面积为 1