Семинар 7. Распределение Больцмана

Если идеальный газ находится в силовом поле, то его состояние может быть нестационарным, неравновесным. Тогда распределение Гиббса для него неприменимо. Только некоторые потенциальные поля приводят молекулярную систему к тепловому равновесию и стационарному распределению частиц в пространстве. Такими полями являются однородное гравитационное поле, поле центробежных сил и электростатическое поле. В этих трех случаях распределение Гиббса применимо. Т.к. потенциальная энергия частицы не зависит от ее скорости, а кинетическая энергия не зависит от координаты частицы, то можно рассматривать распределение по скоростям и по координатам отдельно. Распределение частиц по скоростям описывается распределением Максвелла, а пространственное распределение частиц описывается распределением Больцмана. В общем случае, если потенциальная энергия частицы зависит от трех координат - , то распределение Больцмана имеет следующий вид:

(7.1).

В однородном гравитационном поле(g=const) потенциальная энергия частицы равна и распределение Больцмана записывается:

. (7.2)

б)

г)

4.4. а)

б)

г)