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实验原理:
本模拟演示了
理想气体状态方程 ($PV=nRT$) 的微观解释。
- 压强 (P):单位时间内粒子撞击容器壁的总动量冲量。
- 温度 (T):粒子的平均平动动能。
- 体积 (V):球形容器的容积 ($\frac{4}{3}\pi R^3$)。
1. 压强的微观本质:
压强来源于大量粒子与容器壁碰撞产生的平均作用力。每次碰撞,粒子动量的改变量(冲量)作用于器壁。在模拟中,我们累加一段时间内所有碰撞的动量变化并除以面积和时间,得到实时压强。
2. 温度与速率分布:
温度是粒子平均动能的量度。虽然我们设置了基础速率,但粒子间的碰撞会导致速率发生转移,最终趋向于麦克斯韦-玻尔兹曼分布。观察下方的直方图,你会发现速率分布呈现出特征性的曲线形状。