Предмет:
Тема:
Распределения Максвелла и Больцмана

Вопрос:

На рисунке представлены графики функций распределения молекул идеального газа  во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты  для двух разных газов, где  массы молекул газа (распределение Больцмана).

Ответы:
+ масса  больше массы  

+ концентрация молекул газа с меньшей массой на «нулевом уровне»  меньше

 масса  меньше массы  

 концентрация молекул газа с меньшей массой на «нулевом уровне»  больше
Решение:
Зависимость концентрации молекул идеального газа от высоты  для некоторой температуры  определяется распределением Больцмана: , где  концентрация молекул на высоте , масса молекулы,  ускорение свободного падения,  постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре концентрация газа больше там, где меньше потенциальная энергия его молекул , и уменьшается с высотой по экспоненциальному закону. При одной и той же температуре молекулы, имеющие меньшую массу, более равномерно распределяются по высоте, и поэтому концентрация молекул газа на «нулевом уровне»  уменьшается, а на высоте  увеличивается.
ответ тест i-exam