Hãy bàn về phân bố Maxwell. Hình vẽ ở đây là bức tranh về James Clerk Maxwell. Tôi rất thích bức tranh này, Maxwell và người vợ Katherine, cùng với chó của họ, tôi đoán vậy. James Maxwell là một gã khổng lồ của vật lý, ông nổi tiếng với phương trình Maxwell. Ông cũng là người đặt nền móng cho máy chụp hình màu. Maxwell từng trăn trở "Sự phân bố của tốc độ lí tưởng của các phân tử khí là bao nhiêu?" Người đàn ông ở đây, Ludwig Boltzmann. Ông được coi là một trong những cha đẻ của cơ học thống kê. Dù không hợp tác nhưng cả hai đã cùng tận dụng phân phối Maxwell để phát minh ra cùng một phân phối. Họ cùng trả lời cho câu hỏi, "Phân phối tốc độ của các phân tử khí là bao nhiêu?" Hãy cùng tìm hiểu qua hoặc làm một thí nghiệm nhỏ. Tôi có một thùng chứa ở đây. Đây là thùng chứa. Nó chứa không khí. Mà không khí được tạo nên chủ yếu bởi khí nitơ. Hãy coi như nó chỉ chứa khí nitơ để đơn giản hóa vấn đề. Tôi sẽ vẽ một vài phân tử nitơ ở đây. Tôi có một cái nhiệt kế. Tôi đặt nó vào đây. Nhiệt kế chỉ 300 Kelvin. Điều đó nghĩa là gì? Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có khả năng cảm nhận nhiệt độ theo bản năng. Tôi không muốn chạm vào một vật nóng. Nó sẽ làm tôi bị bỏng. Hoặc vật lạnh sẽ làm tôi bị cóng. Đó là cách mà não bộ của chúng ta xử lí nhiệt độ. Nhưng điều gì thực sự xảy ra ở cấp độ phân tử? Nhiệt độ, một cách để nghĩ về nó chính xác là nhiệt đ- Tôi đánh vần sai. Nhiệt độ tỉ lệ thuận với động năng trung bình của các phân tử trong hệ thống đó. Tôi sẽ viết nó ra. Nhiệt độ tỉ lệ thuận với động năng trung bình. Động năng trung bình trong hệ thống. Tôi sẽ viết là động năng trung bình. Tôi sẽ mô tả chi tiết hơn. Tôi có hai thùng chứa. Đây là một thùng. Úi. Hai thùng ở đây. Chúng có cùng số phân tử khí nitơ Tôi sẽ vẽ 10 ở đây. Trong thực tế con số phân tử lớn hơn rất rất nhiều. Một, hai, ba, bốn, năm, sáu, bảy, tám, chín, mười. Một, hai, ba, bốn, năm, sáu, bảy, tám, chín, mười. Cho biết nhiệt độ là 300 Kelvin. Nhiệt độ của hệ thống này là 300 Kelvin. Của hệ thống này là 200 Kelvin. Nếu tôi muốn hình dung về chuyển động của các phân tử này chúng đang di chuyển xung quanh và va vào nhau, không chuyển động đồng đều. Động năng trung bình của hệ thống sẽ lớn hơn. Có thể phân từ này đang chuyển động theo hướng kia. Đó là vận tốc của nó. Vật này có vận tốc này. Cái này chuyển động sang phía kia. Cái này hầu như không di chuyển. Cái này đang chuyển động rất nhanh về phía kia. Cái này di chuyển với vận tốc chóng mặt về đằng kia. Cái này làm thế này. Cái này làm thế kia. Cái này làm thế kia. Nếu bạn muốn so sáng hệ thống này hệ thống này, bạn vẫn có thể có một phân tử di chuyển rất nhanh. Có lẽ phân tử này đang chuyển động nhanh nhất. Nhìn chung thì các phân tử ở đây có động năng thấp hơn. Cái này có thể đang làm thế này. Tôi sẽ thử vẽ... Nhìn chung thì chúng có động năng nhỏ hơn. Điều đó không có nghĩa là tất cả các phân tử đều chậm hơn tất cả các phân tử ở đây hoặc có động năng thấp hơn tất cả các phân tử này. Nhưng nhìn chung chúng có động năng nhỏ hơn. Chúng ta có thể vẽ một phân phối. Phân phối này là phân phối Maxwell. Nếu chúng ta Tôi sẽ vẽ một hệ tọa độ. Tôi sẽ vẽ nó. Nếu tôi đặt tốc độ trên trục này. Nếu tôi đặt tốc độ. Và trên trục này tôi sẽ đặt một số phân tử. Một số phân tử. Ngay ở đây. Với hệ thống có nhiệt độ là 300 Kelvin phân phối có thể trông như thế này. Nó có thể phân phối... Tôi sẽ tô nó màu khác. Phân phối sẽ là tất cả các phân tử. Phân phối có thể trông như thế này. Như thế này. Hệ thống này sẽ là phân phối Maxwell. Hãy gọi hệ thống này là A. Hệ thống A, ở ngay đây. Hệ thống này có nhiệt độ thấp hơn nghãi là nó có động năng thấp hơn. Phân phối của các phân tử của nó... Cái có khả năng cao nhất... Bạn có thể có số phân tử lớn nhất ở tốc độ thấp hơn. Cho tốc độ như thế này ở ngay đây. Phân phối của nó có thể trông như thế này. Nó có thể trông như thế kia. Tại sao cái này lại... Bạn có thể thấy nó hợp lí rằng tốc độ hợp lí nhất tốc độ mà khi đó tôi có được nhiều phân tử nhất sẽ thấp hơn tốc độ mà khi tôi có được nhiều phân tử nhất ở hệ thống A vì tôi có, vì trung bình thì những vật này có động năng thấp hơn. Tốc độ của chúng sẽ thấp hơn. Nhưng tại sao đỉnh này lại cao hơn? Bạn cần nhớ rằng chúng ta đang bàn về số phân từ bằng nhau.