Maxwell Boltzmann distribution

Rollback to version 2

0:00 - 0:02

Hãy bàn về
0:02 - 0:04

phân bố Maxwell.
0:04 - 0:05

Hình vẽ ở đây
0:05 - 0:08

là bức tranh về James Clerk Maxwell.
0:08 - 0:09

Tôi rất thích bức tranh này,
0:09 - 0:12

Maxwell và người vợ Katherine,
cùng với chó của họ, tôi đoán vậy.
0:12 - 0:16

James Maxwell là một gã khổng lồ
của vật lý,
0:16 - 0:18

ông nổi tiếng với phương trình Maxwell.
0:18 - 0:20

Ông cũng là người đặt nền móng cho
0:20 - 0:22

máy chụp hình màu.
Maxwell từng trăn trở
0:22 - 0:24

"Sự phân bố của
0:24 - 0:27

tốc độ lí tưởng của các
0:27 - 0:29

phân tử khí là bao nhiêu?"
0:29 - 0:32

Người đàn ông ở đây, Ludwig Boltzmann.
0:32 - 0:35

Ông được coi là một trong những
cha đẻ của
0:35 - 0:38

cơ học thống kê.
0:38 - 0:41

Dù không hợp tác nhưng cả hai đã
cùng tận dụng
0:41 - 0:42

phân phối Maxwell
0:42 - 0:45

để phát minh ra cùng một phân phối.
0:45 - 0:46

Họ cùng trả lời cho câu hỏi,
"Phân phối
0:46 - 0:51

tốc độ của các phân tử khí
là bao nhiêu?"
0:51 - 0:52

Hãy cùng tìm hiểu qua
0:52 - 0:54

hoặc làm một thí nghiệm nhỏ.
0:54 - 0:57

Tôi có một thùng chứa ở đây.
0:57 - 0:59

Đây là thùng chứa.
0:59 - 1:01

Nó chứa không khí.
1:01 - 1:04

Mà không khí được tạo nên chủ yếu
bởi khí nitơ.
1:04 - 1:05

Hãy coi như nó chỉ chứa khí nitơ
1:05 - 1:07

để đơn giản hóa vấn đề.
1:07 - 1:11

Tôi sẽ vẽ một vài phân tử nitơ ở đây.
1:11 - 1:14

Tôi có một cái nhiệt kế.
1:14 - 1:16

Tôi đặt nó vào đây.
1:16 - 1:20

Nhiệt kế chỉ
1:20 - 1:24

300 Kelvin.
1:24 - 1:27

Điều đó nghĩa là gì?
1:28 - 1:30

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta
1:30 - 1:32

có khả năng cảm nhận nhiệt độ
theo bản năng.
1:32 - 1:33

Tôi không muốn chạm vào
một vật nóng.
1:33 - 1:35

Nó sẽ làm tôi bị bỏng.
1:35 - 1:39

Hoặc vật lạnh sẽ làm tôi bị cóng.
1:39 - 1:40

Đó là cách mà não bộ của chúng ta
1:40 - 1:42

xử lí nhiệt độ.
1:42 - 1:46

Nhưng điều gì thực sự xảy ra
ở cấp độ phân tử?
1:46 - 1:48

Nhiệt độ, một cách để
1:48 - 1:49

nghĩ về nó
1:49 - 1:52

chính xác
1:52 - 1:53

là nhiệt đ-
1:53 - 1:54

Tôi đánh vần sai.
1:55 - 1:59

Nhiệt độ tỉ lệ thuận với
động năng trung bình
1:59 - 2:03

của các phân tử trong hệ thống đó.
2:03 - 2:04

Tôi sẽ viết nó ra.
2:04 - 2:09

Nhiệt độ tỉ lệ thuận với
động năng trung bình.
2:09 - 2:10

Động năng
2:10 - 2:13

trung bình
2:13 - 2:16
2:16 - 2:17

trong hệ thống.
2:18 - 2:20

Tôi sẽ viết là động năng trung bình.
2:20 - 2:22

Tôi sẽ mô tả chi tiết hơn.
2:22 - 2:26

Tôi có hai thùng chứa.
2:26 - 2:27

Đây là một thùng.
2:27 - 2:28

Úi.
2:28 - 2:31

Hai thùng ở đây.
2:31 - 2:33

Chúng có cùng số
2:33 - 2:36

phân tử khí nitơ
2:36 - 2:37

Tôi sẽ vẽ 10 ở đây.
2:37 - 2:39

Trong thực tế
2:39 - 2:40

con số phân tử lớn hơn rất rất nhiều.
2:40 - 2:45

Một, hai, ba, bốn, năm,
sáu, bảy, tám, chín, mười.
2:46 - 2:51

Một, hai, ba, bốn, năm,
sáu, bảy, tám, chín, mười.
2:51 - 2:53

Cho biết
2:53 - 2:55

nhiệt độ là 300 Kelvin.
2:56 - 2:59

Nhiệt độ của hệ thống này là 300 Kelvin.
2:59 - 3:02

Của hệ thống này là 200 Kelvin.
3:02 - 3:06

Nếu tôi muốn hình dung về
chuyển động của các phân tử này
3:06 - 3:07

chúng đang di chuyển xung quanh
và va vào nhau,
3:07 - 3:10

không chuyển động đồng đều.
3:11 - 3:13

Động năng trung bình
3:13 - 3:15

của hệ thống sẽ lớn hơn.
3:15 - 3:16

Có thể
3:16 - 3:19

phân từ này đang chuyển động theo
hướng kia.
3:19 - 3:21

Đó là vận tốc của nó.
3:21 - 3:23

Vật này có vận tốc này.
3:23 - 3:24

Cái này chuyển động sang phía kia.
3:24 - 3:26

Cái này hầu như không di chuyển.
3:26 - 3:28

Cái này đang chuyển động rất nhanh
về phía kia.
3:28 - 3:30

Cái này di chuyển với vận tốc
chóng mặt về đằng kia.
3:30 - 3:32

Cái này làm thế này.
3:32 - 3:33

Cái này làm thế kia.
3:34 - 3:35

Cái này làm thế kia.
3:35 - 3:37

Nếu bạn muốn so sáng hệ thống này
3:37 - 3:41

hệ thống này, bạn vẫn có thể có
một phân tử
3:41 - 3:42

di chuyển rất nhanh.
3:42 - 3:43

Có lẽ phân tử này đang
3:43 - 3:45

chuyển động nhanh nhất.
3:45 - 3:47

Nhìn chung thì các phân tử ở đây
3:47 - 3:49

có động năng thấp hơn.
3:49 - 3:51

Cái này có thể đang làm thế này.
3:51 - 3:53

Tôi sẽ thử vẽ...
3:53 - 3:57

Nhìn chung thì chúng có
động năng nhỏ hơn.
3:57 - 3:58

Điều đó không có nghĩa là
tất cả các phân tử
3:58 - 4:00

đều chậm hơn tất cả
các phân tử ở đây
4:00 - 4:02

hoặc có động năng thấp hơn tất cả
các phân tử này.
4:02 - 4:07

Nhưng nhìn chung chúng có
động năng nhỏ hơn.
4:07 - 4:09

Chúng ta có thể vẽ một phân phối.
4:09 - 4:11

Phân phối này là
4:11 - 4:13

phân phối Maxwell.
4:13 - 4:15

Nếu chúng ta
4:15 - 4:18

Tôi sẽ vẽ một hệ tọa độ.
4:19 - 4:24

Tôi sẽ vẽ nó.
4:24 - 4:28

Nếu tôi đặt tốc độ trên trục này.
4:29 - 4:30

Nếu tôi đặt tốc độ.
4:30 - 4:34

Và trên trục này tôi sẽ đặt
một số phân tử.
4:34 - 4:38

Một số phân tử.
4:39 - 4:40

Ngay ở đây.
4:40 - 4:43

Với hệ thống
có nhiệt độ là 300 Kelvin
4:43 - 4:46

phân phối có thể trông như thế này.
4:46 - 4:48

Nó có thể
4:48 - 4:49

phân phối...
4:49 - 4:50

Tôi sẽ tô nó màu khác.
4:51 - 4:53

Phân phối
4:53 - 4:55

sẽ là tất cả các phân tử.
4:55 - 4:59

Phân phối có thể trông như thế này.
5:00 - 5:01

Như thế này.
5:01 - 5:03

Hệ thống này sẽ là phân phối
5:03 - 5:05

Maxwell.
5:05 - 5:08

Hãy gọi hệ thống này là A.
5:08 - 5:10

Hệ thống A, ở ngay đây.
5:10 - 5:15

Hệ thống này có nhiệt độ thấp hơn
5:15 - 5:17

nghãi là nó có động năng thấp hơn.
5:17 - 5:20

Phân phối của các phân tử của nó...
5:20 - 5:23

Cái có khả năng cao nhất...
5:23 - 5:25

Bạn có thể có số phân tử lớn nhất
5:25 - 5:26

ở tốc độ thấp hơn.
5:26 - 5:27

Cho tốc độ như thế này
5:27 - 5:29

ở ngay đây.
5:29 - 5:34

Phân phối của nó
có thể trông như thế này.
5:35 - 5:37

Nó có thể trông như thế kia.
5:38 - 5:39

Tại sao cái này lại...
5:39 - 5:40

Bạn có thể thấy nó hợp lí rằng
5:40 - 5:42

tốc độ hợp lí nhất
5:42 - 5:46

tốc độ mà khi đó tôi
có được nhiều phân tử nhất
5:46 - 5:48

sẽ thấp hơn tốc độ mà khi
5:48 - 5:51

tôi có được nhiều phân tử nhất
ở hệ thống A
5:51 - 5:54

vì tôi có, vì trung bình thì
5:54 - 5:56

những vật này có động năng thấp hơn.
5:56 - 5:58

Tốc độ của chúng sẽ thấp hơn.
5:58 - 6:00

Nhưng tại sao đỉnh này lại cao hơn?
6:00 - 6:02

Bạn cần nhớ rằng chúng ta đang bàn về
6:02 - 6:03

số phân từ bằng nhau.
6:03 - 6:05

Nếu số lượng phân tử
giống nhau, có nghĩa
6:05 - 6:08

phần diện tích dưới những
đường cong phải bằng nhau.
6:08 - 6:11

Vì vậy, nếu cái này hẹp hơn,
cái kia sẽ cao hơn.
6:11 - 6:13

Và nếu ta định, bằng cách nào đó
6:13 - 6:15

tăng nhiệt độ của hệ thống này hơn nữa.
6:15 - 6:18

Giả sử ta tạo hệ thống thứ 3 hoặc
6:18 - 6:20

hoặc giả sử ta đun nóng
nó lên tới 400 Kelvin.
6:20 - 6:24

Vậy thì bản phân phối có thể sẽ
6:24 - 6:27

nhìn như thế này.
6:27 - 6:30

Vì vậy, nếu ta làm nóng nó lên.
6:30 - 6:33

Làm nóng lên.
6:33 - 6:36

Đây sẽ là bản phân bố Maxwell-Boltzmann.
6:36 - 6:40

Tôi không cho bạn thấy sự phức tạp
và râu ria của phương trình
6:40 - 6:42

mà giúp bạn hiểu nó là như thế nào.
6:42 - 6:44

Một cách hình dung khá ổn.
6:44 - 6:46

Và khi bạn thực sự nghĩ về tốc độ
6:46 - 6:50

thực tế của các hạt này, thậm chí
cả không khí xung quanh bạn
6:50 - 6:52

Ta sẽ nói, "Ồ, tôi thấy nó đứng yên."
6:52 - 6:55

Nhưng thật ra không khí xung quanh
bạn chủ yếu là nitơ.
6:55 - 6:59

Đó là tốc độ khả thi nhất
6:59 - 7:00

nếu chọn 1 phân tử nitơ ngẫu nhiên
7:00 - 7:03

xung quanh bạn lúc này.
7:03 - 7:04

Tốc độ khả thi nhất.
7:04 - 7:05

Ta sẽ viết xuống.
7:05 - 7:06

vì nó khá đáng kinh ngạc.
7:06 - 7:07

Tốc độ khả thi nhất ở nhiệt độ phòng.
7:07 - 7:11

Tốc độ khả thi
7:11 - 7:16

của N2 ở nhiệt độ phòng.
7:16 - 7:20

Nhiệt độ phòng.
7:20 - 7:24

Giả sử đây là bản phân phối
7:25 - 7:27

Maxwell-Boltzmann của nitơ
ở nhiệt độ phòng.
7:27 - 7:31

Ví dụ, giả sử
7:31 - 7:33

nhiệt độ phòng là 300 Kelvin.
7:33 - 7:35

Tốc độ khả thi nhất ở đây
7:35 - 7:38

nơi chúng ta có nhiều phân tử nhất
7:38 - 7:40

nơi chúng ta có nhiều phân tử
7:40 - 7:41

nhất ở tốc độ đó.
7:41 - 7:43

Hãy đoán kết quả là gì
trước khi tôi tiết lộ
7:44 - 7:46

vì nó khó mà tưởng tượng nổi.
7:46 - 7:48

Kết quả sẽ là, nó xấp xỉ
7:48 - 7:50

400, và thực tế là ở 300 Kelvin
7:50 - 7:54

nó sẽ là 422 mét một giây.
7:54 - 7:58

422 mét một giây.
7:58 - 8:01

Tưởng tượng 1 vật di chuyển
với tốc độ 422 mét 1 giây.
8:01 - 8:04

Và nếu bạn đã quen với đơn vị dặm trên giờ
8:04 - 8:07

nó khoảng 944
8:07 - 8:10

dặm một giờ.
8:10 - 8:13

Nên ngay lúc này, xung quanh bạn
8:13 - 8:15

thực ra
8:15 - 8:17

có thể là, lượng phân tử nitơ
8:17 - 8:20

lớn nhất đang di chuyển
8:20 - 8:22

với tốc độ gần bằng tốc độ này
8:22 - 8:25

và chúng đang va vào bạn.
8:25 - 8:26

Đó mới là thứ tạo ra
áp suất không khí.
8:26 - 8:28

Và không chỉ tốc độ đó,
còn có tốc độ
8:28 - 8:29

thậm chí còn nhanh hơn thế.
8:29 - 8:31

Nhanh hơn cả 422 mét mỗi giây.
8:31 - 8:35

Nhanh hơn nữa.
8:35 - 8:35

Xung quanh bạn có những
phân tử có tốc độ
8:35 - 8:38

hơn một ngàn dặm một giờ
8:38 - 8:39

và chúng đang va vào
cơ thể bạn khi ta nói chuyện.
8:39 - 8:42

Bạn có thể nói, "Tại sao chẳng đau gì cả?"
8:42 - 8:44

Nó sẽ giúp bạn hiểu khối lượng của
8:44 - 8:47

1 phân tử nitơ nhỏ đến mức nào,
và nó có thể
8:47 - 8:49

va vào bạn với tốc độ
hàng ngàn dặm một giờ
8:49 - 8:52

và bạn không cảm thấy gì.
8:52 - 8:53

Giống như áp suất không khí xung quanh.
8:53 - 8:56

Bây giờ, khi thấy lần đầu, bạn sẽ thắc mắc
8:56 - 8:57

cái gì cơ, 422 mét mỗi giây?
8:57 - 8:59

Còn nhanh hơn vận tốc âm thanh.
8:59 - 9:02

Vận tốc của âm thanh
khoảng 340 mét mỗi giây.
9:02 - 9:05

Sao có thể chứ?
9:05 - 9:06

Nhưng hãy nghĩ đi.
9:06 - 9:07

Âm thanh được truyền qua không khí
9:07 - 9:09

thông qua sự va chạm của các phân tử.
9:09 - 9:11

Nên chính các phân tử,
9:11 - 9:13

hoặc một trong số đó, phải chuyển động
9:13 - 9:15

nhanh hơn vận tốc âm thanh.
9:15 - 9:17

Do đó, không phải tất cả
mọi thứ xung quanh bạn
9:17 - 9:19

đang di chuyển nhanh như thế và chúng
9:19 - 9:20

di chuyển theo nhiều hướng khác nhau.
9:20 - 9:21

Vài thứ có thể không di chuyển tí nào.
9:21 - 9:23

Nhưng số khác có thể di chuyển cực kỳ nhanh.
9:23 - 9:27

Thế nên, nó sẽ khó mà tưởng tượng nổi.
9:27 - 9:29

Title:: Maxwell Boltzmann distribution
Description:: more » « less
Video Language:: English
Team:: Khan Academy
Duration:: 09:30

	Trang Nguyen edited Vietnamese subtitles for Maxwell Boltzmann distribution
	Trang Nguyen edited Vietnamese subtitles for Maxwell Boltzmann distribution
	Trang Nguyen edited Vietnamese subtitles for Maxwell Boltzmann distribution

Vietnamese subtitles

Revisions Compare revisions

Revision 3 Edited

Trang Nguyen
Revision 2 Edited

Trang Nguyen
Revision 1 Edited

Trang Nguyen

	Revision Number	Author	Created
	3	Trang Nguyen
	2	Trang Nguyen
	1	Trang Nguyen

Maxwell Boltzmann distribution

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies

Operating cookies (Required)