Законът на Максуел за разпределението на молекулите по скорост, физика за студенти, студенти, статии и
В газ в равновесие се установява стационарно разпределение на скоростта на молекулите, което се подчинява на определен статистически закон. Този закон е изведен теоретично от Дж. Максуел. Максуел приема, че материята се състои от много голям брой идентични молекули в състояние на произволно топлинно движение при една и съща температура. Предполага се също така, че силовите полета не действат върху газа.
Законът на Максуел се описва с определена функция f (v), наречена функция на разпределение на молекулите по модули на скоростите. Ако разделим обхвата на молекулните скорости на малки интервали, равни на dv, тогава за всеки интервал на скоростта ще има определен брой молекули dN (v), чиито скорости се съдържат в този интервал.
Функцията f (v) определя относителния брой молекули dN (v)/N, чиито скорости се намират в диапазона от v до v + dv, т.е.
Прилагайки методите на теорията на вероятностите, Дж. Максуел намира формата на функцията на разпределение на молекулите на идеалния газ чрез модулите на скоростите на хаотично движение:
От (29) следва, че специфичното разпределение зависи от вида на газа (от масата на молекулата) и от неговата термодинамична температура. Очевидно е, че функцията на разпределение не зависи нито от налягането, нито от обема на газа. Графиката на функцията за разпределение има формата, показан на фиг. пет.
Изразът dN (v)/N = f (v) dv представлява вероятността да се срещне молекула със скорост, принадлежаща към интервала (v; v + dv). Тази вероятност е равна на площта на сенчестата лента с основата dv (фиг. 5). Относителната част на молекулите с определена скорост е нула.