Maxwell-Boltzman Molecular Speed ---マクスウェル分布について

ワイブル分布を見ているうちに、自然風の分布は本当にそれでいいのか？と気になってきた。何しろ、鎖が壊れるかどうかということで、たまたまマッチする分布と風があうというのが気に入らない。

そのうちに、気体分子運動論でやったマクスウェル分布が気になってきたので、ちょっと息抜きに考えてみる

熱力学では通常、系として宇宙を切り取り、その系について、熱の出入りや、運動エネルギー、系が持っているそれ以外のエネルギーを考えることが多い。

一方で、気体分子運動論では、系という容器の中に気体の分子というツブツブが入っており、この粒の運動エネルギーと位置エネルギーが「内部エネルギー」であると考える。

このとき、系の壁にツブツブがぶつかることで、圧力が生まれていると考える。

　この分子集団が理想気体だとすると、全運動エネルギーを求めることで、内部エネルギーが求められる。そうでなくとも、全運動エネルギーを求めた上に分子間力を計算すればよい。そのためには、とにかく分子の速度を知ることが先決だ。

　しかし、分子は好き勝手に衝突を繰り返し、その度に速度は変化するので調べようがないように思われる。

　ここで、マクスウェルは、2分子が衝突した結果、完全に静止する確率はたいへんに小さいと考えた。十分な数の分子が存在する系の中では、一部だけが激しく動き続けて、あとが全部静止していたり、急に動いて、急に止まったり、ということはなさそうだ。

　しかし、全部が等速で動いているのも気持ち悪い。何か分布があるはずだ。と。


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　書きかけ　つづく