Zanima me sve o Boltzmann-ovoj raspodjeli molekula. Unaprijed hvala.
(Damir iz Splita, dimid@blic.net)
Nažalost, ne mogu napisati baš sve o Boltzmannovoj
raspodjeli, jer bi se o tome mogle pisati stranice i stranice. Zato ću
napisati nekoliko osnovnih stvari. Boltzmannova raspodjela je raspodjela koja nam
kaže koliki je broj čestica (molekula ili atoma, ili bilo čega što tvori
sistem koji promatramo) u sistemu koji je u toplinskoj ravnoteži, koje imaju određeni
iznos energije (kinetičke ili potencijalne). Ili, kolika je vjerojatnost da će neka čsetica
u tom sistemu imati neku energiju.
Izraz za tu raspodjelu u sistemu s diskretnim nivoima energije je:
gdje je
T
temperatura sistema,
k
Boltzmann-ova konstanta (1.38·10-23),
Ei
energija za koju nas zanima broj čestica i
ni
broj čestica koje imaju danu energiju.
C je
konstanta koju određujemo iz uvjeta da ukupni broj čestica mora biti jednak ukupnom broju
čestica
N
u sistemu:
Kao ilustraciju pogledajmo koliki je omjer broja čestica u nekom sistemu na dva različita
energetska nivoa
E1
i
E2
(
E2 >
E1):
Vidimo da je broj čestica s večom energijom manji. Taj zaključak je općenit: vjerojatnost
da čestica ima neku energiju, to je manja što je ta energija veča.
I na kraju, prepišimo prethodni izraz u obliku:
Dobili smo još jedan oblik definicije Boltzmann-ove raspodjele, koji kaže koliki je broj
čestica
n2
neke energije
E2,
u odnosu na broj čestica
n1
energije
E1.