パーソナルコンピュータを利用した気体分子運動の教材開発 : 温度の導入法の改良

概要

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従来，分子運動法による統計力学的研究においては，対象となる系の温度は系の平均運動エネルギーとして定義してきた。このことにより，分子間に相互作用がある場合には，系の温度を指定することが不便であった。ここでは，系の分子が，熱浴の壁を構成する“原子”と相互作用できるようにすることによって系と熱浴とを熱平衡状態にさせ，系の温度を熱浴の温度として定義した。熱浴の温度は，壁を構成する原子の速度分布を通じて決まる。It is shown that taking the interaction between the system and the heat bath into accout,the way of fixing the temperature in the molecular dynamics can be improved.Here,the velocities of the atoms of which the heat bath consist are assumed to distribute in accordance with the Maxwell-Boltzmann law and they exchange the energy with the molecule of the system through their collision at the surface of the heat bath.The temperature of the system can be considered to be equal to that of the heat bath after the thermal equilibrium between the system and the heat bath is attained.This new way of fixing the temperature is much simpler than the usual and makes it possible to apply the morecular dynamics to the cases in which the temperature temporally andor spatially changes.
大阪教育大学の論文