Energieverteilung in Molekülanhäufungen

Zusammenfassung

Bisher haben wir vereinfachend angenommen, daß alle Moleküle in einer Molekülanhäufung die gleiche Energie besitzen; alle Moleküle eines Gases müßten dann mit derselben Geschwindigkeit herumfliegen. Wir können uns aber leicht klarmachen, daß ein solcher Zustand nicht lange erhalten bleiben kann. Während bei einem zentralen Stoß zwischen 2 Molekülen lediglich die Geschwindigkeiten ausgetauscht werden, werden bei nicht zentralen Stößen die Geschwindigkeiten geändert, In Abb. 11.1 ist ein nicht zentraler Stoßvorgang zwischen 2 Molekülen dargestellt, die sich gleich schnell, aber senkrecht zueinander bewegen. Nach dem Stoß ist das untere Molekül in Ruhe, das obere bewegt sich mit der resultierenden Geschwindigkeit $\sqrt {u_1^2 + u_2^2 } = \sqrt {2u}$. Da nicht zentrale Stöße viel häufiger vorkommen als zentrale, wird es — ausgehend von gleichen Geschwindigkeiten — nach kurzer Zeit viele Moleküle geben, deren Geschwindigkeiten größer oder kleiner als die mittlere Geschwindigkeit sind. Es stellt sich also eine bestimmte Geschwindigkeitsverteilung ein (Abb. 11.2).