Molekulyar fizika va termodinamika

2 atomli molekula (qattiq bog’lam) i 5 , tebranish yo’q .
3 atomli molekula (elastik bog’lam) i 7 , tebranish bor.
3 va undan ortik (qattiq bog’lam) i 6 , tebranish yo’q.
Gaz molekulalarining tezligi son jihatidan va yo’nalish bo’yicha ularning bir-biri bilan to’knashuvi natijasida, doimo o’zgarib turadi. Tezlikning barcha yo’nalishlari teng ehtimolli bo’lgani uchun, molekulalar har bir yo’nalish bo’yicha teng taqsimlanadi; har qanday orientirlangan d fazoviy burchak ichida har bir paytda o’rta hisobda bir xil dN sondagi molekulalarning harakat yo’nalishi yotadi. Tezliklarning son qiymatiga kelsak tezlikning 0 dan bo’lgan qiymatlari bir xil ehtimollik bilan uchramaydi. CHunki to’knashuvlarda molekulalarning tezligi tasodifiy ravishda o’zgaradi. Agar hamma molekulalar bitta molekula bilan to’qnashib unga energiya bersalar ham, bu molekulaning tezligi chekli qiymatga ega bo’ladi ( bo’lmaydi ). Bu protsess ehtimolligi kichikdir, ya’ni o’rtacha tezlikdan katta bo’lgan tezliklar ehtimoli kichikdir. Agar to’knashuvdagi 1 ta molekula to’xtab koladigan protsess bor desak, u protsess ehtimoli ham kichikdir, demak v>>0 bo’lganda ham, v>> bo’lganda ham shunday tezlikli molekulalar uchrash ehtimoli 0 ga intiladi.
Aytilganlardan xulosa qilib, molekulalarning tezliklari asosan eng katta ehtimolli biror qiymatga yaqin bo’ladi deyish mumkin. Gaz molekulalarining tezliklari bo’yicha taqsimlanishini nazariy yo’l bilan Maksvell topgan bo’lib, uning ko’rinishi


dn , (3.9)


(3.9) ga Maksvell taqsimot funksiyasi deyiladi ( bu yerda v₀ - nisbiy tezlik, v_o - oniy tezlik, v_e – eng katta ehtimolli tezlik). Taqsimot funksiyasi gazning turiga va holat parametri T ga bog’liq ekan, lekin R va V ga bog’liq emas. Taqsimot funksiyasining maksimum qiymatiga mos keluvchi tezlikning ehtimoli ravshanki eng katta bo’ladi. Uni eng ehtimolli tezlik deyiladi.

v_e . (3.10)

Maksvell taqsimot funksiyasidan foydalanib, molekulyar fizikada muhim rol o’ynaydigan kattaliklar: o’rtacha arifmetik tezlik v, o’rtacha kvadratik tezlik v_kv ni topish mumkin;

v . (3.11)

v_kv . (3.12)

Endi gaz tashqi maydonda masalan, og’irlik kuchi maydonida bulsin. Bu holda gazning bosimi hamma yerda har xil bo’ladi. Bu holni L. Bolsman o’rgangan va gaz molekulalarining og’irlik kuchi maydonida taqsimlanishi uchun shunday formula chiqargan:


n n_0*exp(- ) ^. (3.13)


bu yerda: E_r— potensial energiya, p_a — potensial energiya nol bo’lgan nuqtadagi molekulalarning zichligi.
Bu formula Bolsman formulasi deyiladi va u gazning zichligini potensial energiya bilan o’zgarishini ko’rsatadi. Gaz bosimi molekulalar zichligidan kT o’zgarmas kattalik bilan farq qiladi.
SHuning uchun (3.13) formulani shunday yozish mumkin: