distribuția Boltzmann determină distribuția particulelor într-un câmp de forță în condițiile echilibrului termic.
Boltsman Lyudvig (1844-1906) - fizician austriac, unul dintre fondatorii fizicii statistice clasice. Principala lucrare - în domeniul teoriei cinetice a gazelor, termodinamicii și teoria radiațiilor. Gaze ecuatiei master dedusa, care este baza cineticii fizice. Primul care a aplica principiile termodinamicii la radiații.
Să presupunem că un gaz ideal este în forțele conservatoare în condiții de echilibru termic. În acest caz, concentrația de gaz va varia cu diferite puncte de energie potențială care este necesară pentru a respecta condițiile de echilibru mecanic. Astfel, numărul n de molecule într-un volum unitate scade cu distanța de la suprafața Pământului și presiunea în vedere relația P = nkT. cade.
Dacă știți numărul de molecule pe unitatea de volum, iar presiunea este cunoscută, și vice-versa. Presiunea și densitatea sunt proporționale între ele, deoarece în acest caz, temperatura este constantă. Presiunea cu scăderea înălțimii ar trebui să crească, deoarece stratul inferior trebuie să suporte greutatea tuturor atomilor sunt situate în partea de sus.
Pe baza ecuației fundamentale teoria cinetică moleculară: P = nkT. înlocuiți P și P0 în formula barometrică (2.4.1) până la n și n0 și se obține o distribuție Boltzmann pentru masa molară a gazului:
unde n0 și n - numărul de molecule pe unitatea de volum la înălțimea h = 0 și h.
Deoarece o, atunci (2.5.1) poate fi scrisă ca
Cu scăderea temperaturii, numărul de molecule la înălțimi diferite de zero, scade. La T = 0 mișcarea termică încetează, toate moleculele au stabilit pe suprafață. La temperaturi ridicate, din contră, moleculele sunt distribuite aproape uniform în înălțime și densitatea moleculelor lent scade cu înălțimea. Deoarece MGH - este energia potențială a U. la diferite înălțimi U = mgh - diferite. Prin urmare, (2.5.2) reprezintă distribuția particulelor în funcție de valorile energiei potențiale:
- aceasta este legea de distribuție a energiei potențiale a particulelor - distribuția Boltzmann. Aici n0 - numărul de molecule pe unitatea de volum, unde U = 0.
Figura 2.11 prezintă concentrația diferitelor gaze pe altitudine. Se poate observa că numărul de molecule mai mari, cu înălțimea scade mai repede decât lumina.
Din (2.5.3) poate fi faptul că raportul dintre concentrațiile de molecule la punctele U1 și cu i> U2 este: