视频字幕
气体分子运动理论告诉我们,气体分子处于永恒的随机运动中。这些分子不断地碰撞、改变方向,形成了我们观察到的布朗运动。分子运动的平均动能与温度成正比,这是理解气体性质的基础。在这个动画中,红色代表高速分子,黄色代表中速分子,蓝色代表低速分子。
温度对分子运动速度有显著影响。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,低温时分子速度主要集中在低速区域,表现为蓝色曲线的尖峰。随着温度升高到中温,速度分布变得更加均匀。当温度进一步升高时,分布曲线向右偏移并变宽,表明更多分子具有较高的运动速度。这三个容器直观地展示了不同温度下分子运动的差异。
分子间的相互作用可以用Lennard-Jones势能曲线来描述。当两个分子距离较远时,它们之间存在微弱的吸引力,对应势能曲线的负值区域。在某个特定距离处,分子达到平衡位置,此时势能最低。当分子距离过近时,会产生强烈的排斥力,势能急剧上升。右侧的动画演示了两个分子在不同距离下的相互作用情况,颜色和箭头表示作用力的性质和强度。