Η Θεωρία συγκρούσεων
σχετίζεται με τις κατανομές Maxwell-Boltzmann.
Αρχικά θα ξεκινήσουμε με τη θεωρία συγκρούσεων.
Η θεωρία αυτή μας λέει ότι τα σωματίδια συγκρούονται
με κατάλληλη κινητική ενέργεια και προσανατολισμό
για να ξεπεράσουν το φραγμό της ενέργεια ενεργοποίησης.
Ας δούμε την αντίδραση του Α με το ΒC
για να σχηματιστεί ΑΒ και C.
Στο ενεργειακό διάγραμμα, έχουμε τα αντιδρώντα εδώ
στα αριστερά.
Το άτομο του Α είναι κόκκινο,
και έχουμε και το μόριο του BC εδώ.
Αυτά τα δύο πρέπει να συγκρουστούν
για να γίνει η αντίδραση,
και αυτό πρέπει να γίνει με κατάλληλη ενέργεια
για να ξεπεράσουμε την ενέργεια ενεργοποίησης.
Η ενέργεια ενεργοποίησης στο ενεργειακό διάγραμμα
είναι η διαφορά στην ενέργεια
μεταξύ της κορυφής εδώ, της μεταβατικής κατάστασης
και την ενέργεια των αντιδρώντων.
Η ενέργεια εδώ είναι η ενέργεια ενεργοποίησης.
Η ελάχιστη ενέργεια για
να γίνει η αντίδραση.
Αν αυτά τα σωματίδια συγκρούονται με την απαραίτητη ενέργεια,
περνάμε το ενεργειακό φραγμό
και η αντίδραση δίνει τα προϊόντα.
Αν τα αντιδρώντα δεν συγκρουστούν
με αρκετή ενέργεια, απλά απωθούνται
και δεν γίνεται αντίδραση.
Δεν περνάμε τον ενεργειακό φραγμό.
Μια αναλογία είναι όταν χτυπάμε μια μπάλα του golf.
Αν έχουμε ένα λόφο,
και από την άλλη μεριά του λόφου,
κάπου είναι η τρύπα,
και στα αριστερά είναι η μπάλα.
Πρέπει να χτυπήσουμε την μπάλα με αρκετή δύναμη
αρκετή κινητική ενέργεια
για να φτάσει στην κορυφή του λόγου
και να κυλίσει προς την τρύπα.
Αυτό ο λόφος είναι
όπως η ενέργεια.
Η μπάλα πρέπει να έχει αρκετή κινητική ενέργεια
για να γίνει δυναμική ενέργεια και να περάσει το λόφο.
Αν δεν βάλουμε αρκετή ενέργεια,
δεν θα περάσει το λόφο.
Θα πάει μέχρι τη μέση
και θα γυρίσει πίσω.
Η κινητική ενέργεια ειναι 1/2mv2.
Μ η μάζα της μπάλας
και v η ταχύτητα.
Αν χτυπήσουμε με αρκετή δύναμη
θα έχει αρκετή ταχύτητα
και αρκετή κινητική ενέργεια
για να περάσει το λόφο.
Ας εφαρμόσουμε την θεωρία συγκρούσεων
σε μια κατανομή Maxwell-Boltzmann.
Συνήθως μια Maxwell-Boltzmann
έχει κλάσματα σωματιδίων ή σχετικό αριθμό σωματιδίων
στον y-άξονα και ταχύτητα σωματιδίων στον x-άξονα.