玻耳茲曼分布(Boltzmann distribution)是1995年公布的化學工程名詞。
基本介紹
- 中文名:玻耳茲曼分布
- 外文名:Boltzmann distribution
- 所屬學科:化學工程
- 公布時間:1995年
玻耳茲曼分布(Boltzmann distribution)是1995年公布的化學工程名詞。
玻耳茲曼分布 玻耳茲曼分布(Boltzmann distribution)是1995年公布的化學工程名詞。公布時間 1995年,經全國科學技術名詞審定委員會審定發布。出處 《化學工程名詞》第一版。
玻耳茲曼認為麥克斯韋速度分布因子 中的 應當用 來替代,從這一觀點出發,玻耳茲曼計算出,分子在狀態區間 內的分子數為 式中C為與速度和位置均無關的比例常數,其值為 式中, 為 處的分子數密度 (1)式說明在溫度為 T 的平衡態下,理想氣體分子在某一狀態區間的分子數與該狀態區間一個分子所具有的總能有關,...
玻爾茲曼分布是狀態能量與系統溫度的機率分布函式,給出了粒子處於特定狀態下的機率。其具有以下形式:其中 為狀態i的機率,為狀態i的能量,常數 J/K 稱為波爾茲曼常數,T為系統的絕對溫度,而M是系統中可知的狀態數量。儘管詹姆斯·克拉克·麥克斯韋和路德維希·玻爾茲曼是獨立工作的,但該理論被稱為麥克斯韋—玻爾茲...
是描述獨立定域粒子體系分布狀況的統計規律。因而符合麥克斯韋—玻爾茲曼統計分布的粒子,當他們處於某一分布\left\{ n_j \right\}(“某一分布”指這樣一種狀態:即在能量為\left\{ \epsilon_j \right\}的能級上同時有n_j個粒子存在著,不難想像,當從巨觀觀察體系能量一定的時候,從微觀角度觀察體系可能有很...
麥克斯韋-玻爾茲曼分布是一個描述一定溫度下微觀粒子運動速度的機率分布,在物理學和化學中有套用。最常見的套用是統計力學的領域。任何(巨觀)物理系統的溫度都是組成該系統的分子和原子的運動的結果。這些粒子有一個不同速度的範圍,而任何單個粒子的速度都因與其它粒子的碰撞而不斷變化。然而,對於大量粒子來說,...
對於粒子數、體積和總能量確定的玻色子系統,當溫度為T時 ,處在能量為的量子態上的平均粒子數為 式中,k是玻耳茲曼常量,μ是化學勢。在高溫和低密度條件下,玻色分布過渡到經典的麥克斯韋-玻耳茲曼分布。當化學勢μ=0時,基態分布發散,因此大量粒子會跑到基態去,形成玻色-愛因斯坦凝聚。
玻耳茲曼方程數值解法很多,其中以解描述中子輸運問題的玻耳茲曼方程的數值方法較為典型。描述非定常中子輸運過程的玻耳茲曼方程為:, (1)式中t為時間;r、v分別為中子的位置和速度向量,v=vΩ,Ω為中子速度方向的單位向量;φ(r,v,t)為中子角通量分布;σ(v,r)表示在點r處速度為v的中子的巨觀總截面,...
玻耳茲曼輸運方程Boltzmann's transport equation,含時間的分布函式的演化方程,是討論輸運過程的基本方程。因方程中既有積分又有微分,故又稱玻耳茲曼積分微分方程。若將速度在v和(v+dv) 之間、坐標在r和(r+dr)之間的分子數目在總分子數中所占比率(即百分數)表為f(r,v,t)drdv,則f( r,v,t...
當分子數目很大時,速率的分布必然服從一定的統計規律,即速率分布定律。首先由麥克斯韋從理論推出其公式,氣體分子速率分布定律的公式,稱為麥克斯韋速率分布定律。歷史 1859年,J.C.麥克斯韋首先獲得氣體分子速度的分布規律,爾後,又為L.玻耳茲曼由碰撞理論嚴格導出。處於平衡狀態下的理想氣體分子以不同的速度運動,由於...
費米子遵從泡利不相容原理,每一量子態容納的粒子數不能超過一個。對於粒子數、體積和總能量確定的費米子系統,當溫度為T時,處在能量為的量子態上的平均粒子數為 式中,k是玻耳茲曼常量,μ是化學勢。在高溫和低密度條件下,費米-狄拉克分布過渡到經典的麥克斯韋-玻耳茲曼分布。
平均速率是速率分布的數學期望值:方均根速率 方均根速率v是速率的平方的平均值的平方根:三種典型速率的關係 它們具有以下的關係:1872年,玻耳茲曼創立了系統的氣體輸運理論,從研究非平衡態分布函式著手,建立了H定理(見統計物理學)。玻耳茲曼根據H定理證明,在達到平衡狀態時,氣體分子的速度分布趨於麥克斯韋分布。...
例如晶體中的原子或離子定域在其平衡位置附近作微振動、這些粒子就量子本性而言是不可分辨的(全同性),但可以根據粒子的位置對其加以區分(可分辨)。所以晶體中的原子或離子可看成是定域粒子。在統計物理學中處於玻耳茲曼分布中的全同粒子是可分辨的。故定域系統也叫玻耳茲曼系統,並遵從玻耳茲曼分布。
高能態粒子數大於低能態粒子數的非熱平衡狀態。在熱平衡狀態下,粒子數按能態的分布遵循玻耳茲曼分布律:N₂/N₁ =g₂/g₁·exp[-(E₂-E₁)/kT]式中k為玻耳茲曼常數,N₂、g₂和N₁、g₁分別為高能態E2和低能態E1的粒子數和統計權重。由於E₂>E₁,T>0,故N₁>N,即高能態...
離子相互作用和強電解質活度係數理論,是用離子間靜相互作用模型和玻耳茲曼分布定律定量地說明稀溶液熱力學性質活度係數、凝固點降低、滲透壓、稀釋熱的理論。正文 用離子間靜相互作用模型和玻耳茲曼分布定律定量地說明稀溶液熱力學性質活度係數、凝固點降低、滲透壓、稀釋熱的理論。德拜-休克爾理論 理論的基本假設是:...
《統計力學基礎》從玻耳茲曼分布、系綜理論、量子統計、相變、臨界現象、漲落、非平衡態統計七個方面介紹了統計力學的基礎知識。統計力學是物理學的重要組成部分,研究物質的巨觀性質與其微觀結構的關係。內容簡介 《統計力學基礎》可供暖通、機械、化工、氣象、計算機、社會學和建築物理等專業人員使用。圖書目錄 1 玻耳茲曼...
③反應堆中子源。利用原子核裂變反應堆產生大量中子。反應堆是最強的熱中子源。在反應堆的壁上開孔,即可把中子引出。所得的中子能量是連續分布的。很接近麥克斯韋分布。採取一定的措施,可獲得各種能量的中子束。中子的狀態 熱中子 熱中子是符合麥克斯韋-玻耳茲曼分布並且其最可幾動能約為kT=0.0253 電子伏特(4.0...
與此同時,熱運動則傾向於在所有能級中粒子數平均分布。兩種相反的傾向使體系最後達到一種熱平衡狀態。此時各能級上的粒子數服從玻耳茲曼分布,低能級上的粒子數比高能級上的略多一些,核磁共振成像(簡稱NMR)信號強度與高能級和低能級上的粒子數之差Δn成正比。由於核自旋能級的間隔很小(幾乎是所有類型的吸收光譜中...
經過計算可得粒子數按能級的最可幾分布為 此式分母中的正負號分別對應於費密系統和玻色系統。能級為εp的量子態p上的平均粒子數為 由條件 可確定化學勢μ 對T和N 的依賴關係,是對所有量子態求和。顯然,當 時,費密分布和玻色分布都過渡到玻耳茲曼分布,所以獨立的統計分布只有費密分布和玻色分布兩種。還可以...
當光源處於熱平衡狀態時,原子按能級的分布遵從玻耳茲曼分布,上能級n上的布居數為 這裡No為基態上的布居數,En為激發態能量,k是玻耳茲曼常數,T是光源溫度,gn和go分別為基發態和基態統計權重。這時譜線強度可表示為:(5)式(1)、(3)、(4)和(5)給出了發射譜線的絕對強度。可見,譜線強度正比於玻耳茲曼因子exp(...
早期的經典電子論,把金屬中的傳導電子作為在金屬內部自由運動的經典粒子。除碰撞外不受點陣離子實的作用。它們相當於容器中自由運動的理想氣體的分子(因而稱為自由電子氣),電子的能量是可以連續變化的,自由電子氣服從玻耳茲曼分布律。量子力學建立之後,用以處理自由電子運動,並採用量子統計,使自由電子論得到了發展...
.§2.6 玻耳茲曼分布的幾種特殊情況 附錄Ⅰ 機率論初步 附錄Ⅱ 雅可比行列式 附錄Ⅲ 統計物理中常用的積分及誤差函式 本章小結 習題 第三章 吉布斯系綜理論 §3.1 體系運動狀態的微觀描述Г空間 §3.2 統計系綜 §3.3 劉維爾定理 §3.4 微正則系綜 §3.5 正則系綜 §3.6 正則系綜的熱力學公式和...
式中 θ為偶極矩和電場強度之間的夾角。當加上外電場時,偶極矩將轉向與電場平行的方向以降低勢能,而熱運動使分子的平衡取向服從玻耳茲曼分布。當取消外電場時,介質分子將恢復到平均偶極矩為零的紊亂取向狀態,該過程由於分子本身的慣性和介質的粘滯性需要一定時間才能完成,稱為介電弛豫。根據 在恆定的外電場中,...
熱輻射和非熱輻射,如果輻射源(電漿、中性氣體雲等)處於熱動平衡或局部熱動平衡狀態,即系統內質點(分子、原子、離子、電子等)的能量分布可以用一定溫度下的玻耳茲曼分布律表示,則其輻射稱為熱輻射;反之,如果輻射源中質點遠離熱動平衡分布,則其輻射稱為非熱輻射。解釋 近年發現的許多新型天體,如類星體、...
如果輻射源(電漿、中性氣體雲等)處於熱動平衡或局部熱動平衡狀態,即系統內質點(分子、原子、離子、電子等)的能量分布可以用一定溫度下的玻耳茲曼分布律表示,則其輻射稱為熱輻射;反之,如果輻射源中質點遠離熱動平衡分布,則其輻射稱為非熱輻射。近年發現的許多新型天體,如類星體、中子星、星際分子射電源、X...
《統計力學及其在物理化學中的套用》是1964年出版的圖書,作者是唐有祺。內容介紹 本書針對一般物理化學工作者的基礎和需要闡述了統計力學的原理和方法,並系統地介紹了統計力學在物理化學領域中的各項套用。《統計力學及其在物理化學中的套用:化學卷》全書分為十四章。從介紹玻耳茲曼分布定律的第一章到溝通熱力學與...
《統計力學及其在物理化學中的套用》是1964年科學出版社出版的圖書,作者是唐有祺。內容簡介 本書的特點是,針對一般物理化學工作者的基礎和需要闡述了統計力學的原理和方法,並系統地介紹了統計力學在物理化學領域中的各項套用.全書分為十四章.從介紹玻耳茲曼分布定律的第一章到溝通熱力學與統計力學的第五章以及交待...
一般來說,平衡狀態氣體服從麥克斯韋-玻耳茲曼分布,其性質可用吉布斯系綜理論通過計算配分函式得到:式中k為玻耳茲曼常數;T為熱力學溫度;V為體積;Z為N個粒子所組成的體系的配分函式,它是聯繫微觀體系坐標與巨觀熱力學性質的函式,在吉布斯系綜理論中起著極為重要的作用。對於麥克斯韋-玻耳茲曼統計,配分函式為:式中...
《統計熱力學》是2023年冶金工業出版社出版的圖書。內容簡介 本書從分子的能量分析入手,論述了經典力學描述微觀粒子性質的局限性,通過引入量子力學知識,介紹了微觀粒子的能量賦存方式與具有普適性的微觀粒子玻耳茲曼分布統計方法以及統計熱力學中最重要的概念——配分函式,詳細論述了配分函式的引出、計算以及與巨觀熱力...