Frage:
Frage zur Geschwindigkeitsverteilung der Teilchen im Gas (mit beigefügtem Link)?
2011-03-14 13:09:03 UTC
Frage zur Geschwindigkeitsverteilung der Teilchen im Gas (mit beigefügtem Link):

http://home.arcor.de/schubert.v/_aac/vorles/skript/kap_6/grafik/geschwindigkeitsverteilung.gif

Warum die Kurve abflacht und sich das Maximum nach rechts verschiebt ist mir bewusst. Aber warum läuft die Kurve nach rechts hin immer weiter aus und näher sich erst viel viel später an die x-Achse an, so dass es immer und immer unsymmetrischer wird?

Liebe Grüße und DANKE für alle Antworten!
msfreund1
Drei antworten:
KN
2011-03-15 10:42:39 UTC
Die Geschwindigkeit im idealen Gas folgt der Maxwell-Bolzmann-Verteilung. Eine Herleitung findest Du in jedem Themodynamikbuch oder bei Tante Wiki http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Boltzmann-Verteilung



Auf die Teilchenzahl kommst Du wieder, wenn Du die Verteilung nach der Geschwindigkeit integrierst. Oder anders ausgedrückt, die Fläche unter dem Graphen gibt die Teilchenzahl an. Mit wachsender Temperatur steibt auch die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen. Da immer welche in Ruhe sind, muß also das Maximum runter gehen und die Verteilung breiter werden.
?
2011-03-15 00:15:50 UTC
Um deine frage mit absoluter Sicherheit zu beantworten braucht man vllt ein par mehr infos.



Aber ich vermute mal dass du eine bestimmte Stoffmenge gegeben hast und das Diagramm zeigt dir auf wieviele Teilchen eine bestimmte Geschweindigkeit haben abhängig der Temperatur.



Dann muss ja die Fläsche unter jeder Kurve abhängig der Teilchenmenge sein. Da die Teilchenmenge gleich bleibt, müssen auch die Fläschen jeweils gleich bleiben. Gibt es in einem GeshweindigkeitsIntervall weniger Teilchen, müssen die i-wo anders zu finden sein.



hoffe das ist verständelich
itdirkx
2011-03-15 02:15:27 UTC
Ich weiss Nichts, will aber mal raten.



Mir ist so eine Häufigkeits-/Geschwg Beziehung als charakterisches Merkmal bestimmter Elemente gar nicht bekannt gewesen. Ich kenne nur die Schwarzkörperstrahlung, oder Plancksche Strahlungskurve,...



http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/umwelt_technik/07schwarz/schwarz.htm



da ist es ähnlich mit der Asymetrie der Kurve nach rechts, und zwar repräsentiert eine solche Kurve ebenso wie in deeinem Bsp. die absoluteTemp in Kelvin . Nur ist hier die Zuordnung eben Energie pro Raum auf der y und die Wellenlänge auf der x:

Der Peak der Kurve, also max. Energie in einem best. Wellenbereich bei gegebener absoluter Temp ist auch auffällig nach rechts gerückt und fällt hier je ab, geht noch nicht neinmal durch den Nullpunkt (das veranlasste ja Planck zum Quant!!), also werden die Wellenlängen nach rechts nicht unendlich klein, wobei ich ganz vom Thema abkomme.



Wenn man aber wie in deiner Grafik mehrere Kurven verschieden hoher Temp. nebeneinander legt funktionert die Analogie leider nicht mehr. Ich weiss nicht, ob meine Anregung mehr verwirrt?



Aber denken wir uns die Strahlung als Teilchenmenge (also Häufigkeit von Photonen), dann ist die Häufigkeit als Energiedichte auf der y zu interpretieren,

...und die x repräsentiert ein typisches Farbspektrum ( also Geschwindigkeit im Sinne von Frequenz (Wellenl./Zeit)),

....jetzt stimmt die Analogie wieder



Nach weiterer Reschersche weiss ich jetzt, dass dein Graph die Boltzmann-Verteilung (Optimumgraphen) abbildet,



http://www.williswissensweb.homepage.t-online.de/Biologie/cytologie/8Diffusionosmose.html



...daraufhin fand ich diesen Hinweis, der mich in meiner Annahme bestätigt:"..Ein klassisches Gas kann man als materielles Gegenstück einer thermischen Lichtquelle auffassen..."



http://www.weltderphysik.de/de/6824.php?i=6826



..aber dein Grundproblem ist damit noch nicht gelöst..Die letzte Kurve(Link) lässt ja einfach vermuten, dass es sich um eine Glockenkurve handelt, die sich an die statistische Normalverteilung hält (im mittleren Link denkt der Autor ja auch an eine Autobahn mit allen möglichen Fahrz. ,die

die Diffusionsgeschwindigkeit real abbildet)...

und diese Glockenkurve ist eben links im 0 Punkt abgeschnitten., weil Stillstand schlicht unmöglich ist und so mit null Häufigkeit erscheint. Rechts ist aber noch in größten Geschwindigkeitsbereichen eine Restwahrscheinlichkeit des Vorkommens vorhanden.



Generell sollte man bedenken, dass die Entropie GdgU (grösst Unordnung) zum einen für stat.Normalverteilung steht, zum anderen thermodynamisch vor allem die mittlere Bewegung von Teilchen beschreibt. Dein Stickstoff ist da ja kein Sonderfall.Alle Gas-Volumina haben bei gleicher Temp ja gleich viel Teilchen. Im 2.Link sieht man ja Cl, N und H im Vergleich...sieht exakt so aus wie deine N.

Also ist es naheliegend, dass die Glockenkurve an die Entropie, Diffusion zurückverweist



Trotzdem unbefriedigend., weil es nur Vermutungen sind


Dieser Inhalt wurde ursprünglich auf Y! Answers veröffentlicht, einer Q&A-Website, die 2021 eingestellt wurde.
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