Bolzmann-Verteilung?
Eine mit Wasser gefüllte Schale ist nach zwei Tagen leer. Das Wasser verdampft sich weit unter seiner Siedetemperatur. Erklären sie dies mithilfe der BV.
Kann man das auch einfach nur dadurch erklären, dass die Teilchen ja alle unterschiedliche kinetische Energien aufweisen und manche Teilchen sich schneller und manche langsamer bewegen, sodass die Teilchen mit höheren kinetischen Energien mit den Teilchen, die eine niedrigere kinetische Energie besitzen, ja auch kollidieren und sie somit auch beschleunigen, sodass mehr Teilchen in die Gasphase übergehen oder steckt da mehr dahinter?
2 Antworten
Die Boltzmann-Verteilung hat einen langen Schwanz bei hohen Energien. Ein paar Teilchen haben deshalb auch bei Raumtemperatur genug Energie, um aus der flüssigen Phase auszubrechen und in die Gasphase überzugehen. Da es sich nicht um ein geschlossenes System handelt, werden die vom Winde verweht und kommen nie mehr zurück. Gleichzeitig ist das Wasser durch die Umgebung thermostatisiert, so daß es sich nicht abkühlt, wenn es seine energiereichsten Teilchen verliert, deshalb ändert sich an der Energieverteilung im Wasser nichts, und es können immer weitere Teilchen verschwinden, bis keine mehr da sind.
Ja, welches schnell ist und welches langsam ist, wechselt dauernd, weil sie aneinander stoßen und dabei kinetische Energie übertragen. Durch diesen Energieaustausch ist garantiert, daß trotz des Verlusts an superschnellen Teilchen immer neue „nachwachsen“ — die Boltzmann-Verteilung stellt sich ja immer wieder neu ein, selbst wenn Du eine Geschwindigkeitsklasse plötzlich entfernst.
Dass unterschiedlich schnelle Teilchen kollidieren erklärt ja aber nicht, warum Teilchen eines Stoffes unterhalb seiner Siedetemperatur in die Gasphase wechseln können.
Ich dachte mir halt, dass die schnelleren Teilchen ja auch durch Zusammenstöße die langsameren beeinflussen und diese sich dann ja schneller bewegen und auch in die Gasphase übergehen.
Die Boltzmann Verteilung sagt ja letztendlich nichts anderes als dass Teilchen durch Stöße untereinander Energie austauschen und deshalb nicht alle dieselbe Energie haben sondern sie statistisch verteilt ist.
Der Punkt ist jetzt, dass durch dieses Stoßen manche Teilchen so viel Energie bekommen, dass sie die Phase wechseln können. Das kann durch schnelle Teilchen passieren, muss aber nicht. Es können auch viele langsame stoßen. Es muss nur eins genug Energie kriegen.
Ah okay, danke! Hat es denn trotzdem auch was damit zutun, dass die schnelleren Teilchen auch den Bewegungszustand der langsameren Teilchen beeinflussen oder eher nicht?