Revisando mi examen final del semestre pasado para prepararme para las composiciones:
Pregunta:
Un pistón de masa M puede moverse libremente en un tubo con área de sección transversal A lleno de gas monoatómico ideal con masa molecular m ≪ M y densidad n a temperatura T.
La primera parte de la pregunta dice:
Calcule la tasa de colisiones moleculares con el pistón (ambos lados).
Encontré una ecuación en uno de mis libros favoritos de SM (Blundell y Blundell) que creo que ayudaría aquí:
Sin embargo, la solución de mi profesor funciona completamente en 1 dimensión y, por lo tanto, usa la distribución 1-d maxwell-boltzmann. Y así puedo justificarme a mí mismo tomando la de la ecuación 6.12 para que coincida con lo que mi profesor tiene en su solución.
De este modo
donde n = densidad numérica (N/V), A es el área de la pared/pistón, v es la velocidad, dt es algún intervalo de tiempo y f(v) es la distribución 1-d de Maxwell Boltzmann.
Mi pregunta es de dónde viene la integración de mis profesores en su solución provista:
Tengo casi todos estos ingredientes de la ecuación de Blundell y Blundell, excepto la integración en el lado derecho y el dN en lugar de solo la N en el lado izquierdo.
La única integración de la distribución con la que estoy familiarizado es para la velocidad promedio,
¿Qué estoy leyendo mal con respecto a la integración faltante en esa ecuación de Blundell y Blundell?
Un ejemplo de integración para que NI lo sepa es en el caso del gas fermi degenerado a una temperatura pequeña pero distinta de cero de la ecuación 7.53 de Schroeder
La distribución unidimensional a la que te refieres es la velocidad (en contraste con la velocidad).
ya que el elemento de volumen es una capa en el espacio de velocidades.
Para este problema, está considerando el flujo a través de un área:
dónde es la normal a la superficie. Desde , y , solo estás usando:
Lopey alto