使い方

分子と圧力

圧力の正体は、分子が壁にぶつかる力です。1 回の衝突は小さな押しですが、それを時間で足し上げて壁の長さで割ったものが、ここで出している実測の圧力です。理論値のほうは、同じ温度・体積・個数を PV = NkT に入れたものです。

温度を上げると分子が速くなります。ピストンを押し込むと、同じ数の分子が短くなった壁へより多くぶつかります。分子を増やせば、そのぶん衝突が増えます。どれも圧力を上げる向きで、実測の帯は毎回きちんと理論の帯に付いていきます。

分子の色は速さで、青が遅く赤が速い分子です。どの温度でも両方が混ざっています。速さは全員で等しく分け合うものではなく、ばらついて分布するためです。

速さの分布のパネルは、分子を速さで数えた棒に理論の曲線を重ねたものです。盤面が 2 次元なので、曲線は 2 次元のマクスウェル分布 f(v) = (v / σ²) exp(−v² / 2σ²) で、山の頂は v = σ にきます。温度を上げると山ごと右へ動いて平たくなります。速いほうの裾が伸びるだけで、みんなが同じ速さになることはありません。

右上のパネル名で、パネルを開いたり閉じたりします。ヘッダーを掴むとパネルを動かせます。パネルどうしと画面の端に吸い付き、端にぴったり付いたパネルはその辺の角丸が落ちます。タイトルをダブルクリックすると、移動式と、右上に 1 枚だけ出す固定式が入れ替わります。条件パネルの行を選ぶと、その値が隣の子パネルに出て、親を動かせば付いてきます。