ионы в магнитном поле - ВД2

[realeugene]

amon в сообщении #1532891 писал(а):

Пункты второй и последний в рассматриваемой системе не выполнены, поэтому распределение отличается от максвелловского. Вообще, IMHO, в постановочной части проблем нет - эксперимент мысленный. Про объяснительную часть я все сказал, и пока ничего нового не придумалось.

Эти условия не являются необходимыми. Сильно разреженный идеальный газ, например, термализируется только за счёт столкновений со стенками. И у него Максвелловское распределение. Что касается второго пункта - я приводил аргументацию, что ни стенки, ни магнитное поле не искажают распределение.

Кстати, из того, что у сильно разреженного газа максвелловское распределение, немедленно следует, что для любого идеального газа распределение отлетающтих от стенки молекул максвелловское, а имея два разных распределения одних и тех же молекул можно построить тепловую машину, так что, в состоянии термодинамического равновесия и распределение прилетающих к стенке молекул, тоже, должно быть максвелловским.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1532893 писал(а):

Сильно разреженный идеальный газ, например, термализируется только за счёт столкновений со стенками.

Сильно разреженный газ, длина свободного пробега молекул в котором превышает расстояние между стенками, называется вакуум, так как в нем перестают действовать газовые законы.

Но это не имеет отношения к теме. В теме ТС изобретает демона Максвелла и пытается доказать, что его демон Максвелла будет работать. При этом, его демон так же идеализирован как и демон Максвелла, то есть имеет очень мало общего с реальным поведением газа рядом со стенками и в порах.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1532910 писал(а):

Сильно разреженный газ, длина свободного пробега молекул в котором превышает расстояние между стенками, называется вакуум, так как в нем перестают действовать газовые законы.

Не обязателно. Для кого-то полатмосферы в насосе уже вакуум. Я для кого-то воздух при атмосферном давлении заполняет поры аэрогеля.

Важно, что в идеальных газах на расстояниях, меньших длины свободного пробега, у отлетающих от стенок молекул уже Максвелл. Т. е. молекулы термализируются уже стенками.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1532917 писал(а):

Не обязателно. Для кого-то полатмосферы в насосе уже вакуум.

Так это для кого-то. А для физиков есть четкая (не совсем из-за формы сосуда) граница.

realeugene в сообщении #1532917 писал(а):

Важно, что в идеальных газах на расстояниях, меньших длины свободного пробега, у отлетающих от стенок молекул уже Максвелл.

Важно, что в реальных условиях газы ведут себя в порах "неправильно" из-за малого размера "сосуда" и могут переходить в жидкое состояние при совсем не табличных условиях.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1532922 писал(а):

Важно, что в реальных условиях газы ведут себя в порах "неправильно" из-за малого размера "сосуда" и могут переходить в жидкое состояние при совсем не табличных условиях.

Причём тут вообще жидкость? В воздухе при атмосферном давлении расстояние, на котором стенки взаимодействуют с молекулами, гораздо меньше длины свободного пробега. А дальше молекулы летят как в объёме газа.

Emergency в сообщении #1532922 писал(а):

А для физиков есть четкая (не совсем из-за формы сосуда) граница.

Да ладно!

[Xey]

Такие изобретения обычно основаны на предположении о зеркальном отражении молекул.
Но зеркальная составляющая составляет единицы процентов даже при очень скользящем падении.

Цитата:

Уже первые исследования законов отражения молекул подтвердили справедливость косинусоидального закона даже для случаев хорошо отполированных поверхностей .
С точки зрения теории де-Бройля этот факт не является неожиданным, так как порядок длин волн, связанных, согласно этой теории, с движением молекул пучка, колеблется Около 10- 8 см, так что для "них даже самым тщательным образом отполированная поверхность является шероховатой.

Известно, однако, что даже от шероховатых поверхностей свет может отражаться по зеркальному закону, если луч падает на поверхность под малым углом к ней. Были проделаны соответствующие эксперименты с отражением пучков Н2 от зеркальных металлических, поверхностей под углами от 0,5 до 3•10-3 радиана. Результаты этих опытов полностью подтвердили ожидаемый эффект. Интенсивность отражённого пучка (коэффициент отражения) быстро возрастала при уменьшении угла, под которым пучок падал на отражающую поверхность, от 0,75°/ 0 при угле 2,25 10- 3 радиана до 6°/0 при 1 10-3 радиана.

http://nuclphys.sinp.msu.ru/UFN/r475f.pdf

Выше упоминалось об отражении молекул через адсорбцию.
Молекула адсорбируется, а потом сбрасывается поверхностью когда попало, куда попало и какой попало скоростью.

[realeugene]

Xey в сообщении #1532930 писал(а):

Такие изобретения обычно основаны на предположении о зеркальном отражении молекул.

А это как раз не важно. И при зеркальном отражении стенка не делает немаксвелловское распределение у отраженных молекул из максвелловского распределения падающих.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1532923 писал(а):

Причём тут вообще жидкость? В воздухе при атмосферном давлении расстояние, на котором стенки взаимодействуют с молекулами, гораздо меньше длины свободного пробега. А дальше молекулы летят как в объёме газа.

ТС не озвучил размер спиральных пор для разделения ионов. Я предположил, что они маленькие (сопоставимы с размером иона).

[amon]

realeugene в сообщении #1532893 писал(а):

Эти условия не являются необходимыми.

Здравствуйте! Пусть газ (классический) бегает в параболическом потенциале $U=kx^2.$ И что, равновесное распределение по скоростям (или импульсам, если вы знаете, что это такое в таком потенциале) останется максвелловским? К стати, это имеет прямое отношение к рассматриваемому, поскольку в калибровке Ландау векторный потенциал похож на потенциал осциллятора.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1532923 писал(а):

Да ладно!

Нас так учили, чтобы мы не вздумали применять газовые законы при длине свободного пробега близкой (или большей) размера сосуда.

[realeugene]

amon в сообщении #1532951 писал(а):

Здравствуйте! Пусть газ (классический) бегает в параболическом потенциале $U=kx^2$. И что, равновесное распределение по скоростям (или импульсам, если вы знаете, что это такое в таком потенциале) останется максвелловским?

И вам здравствуйте.

Ага, похоже на то. Потому что иначе можно поместить полость с газом с небольшим отверстием при определённом потенциале при той же температуре, и на разности равновесных распределений с двух сторон отверстия сделать демона Максвелла, пусть и плохонького.

У Фейнмана где-то было, что в гравитационном поле распределение остаётся Максвелловским, не помню только где. Слишком медленные молекулы не долетают до нужной высоты, а быстрые тормозятся, становясь более медленными. И как результат всё тот же Максвелл той же температуры сохраняется, но при меньшей концентрации и, соответственно, давлении. Кстати. это несложно и посчитать.

-- 27.09.2021, 20:44 --

Emergency в сообщении #1532954 писал(а):

Нас так учили, чтобы мы не вздумали применять газовые законы при длине свободного пробега близкой (или большей) размера сосуда.

Газовые законы бывают разными. При длине свободного пробега сравнимой с размером сосуда длина свободного пробега начинает определяться размером сосуда, только и всего.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1532962 писал(а):

Газовые законы бывают разными. При длине свободного пробега сравнимой с размером сосуда длина свободного пробега начинает определяться размером сосуда, только и всего.

Нам говорили, что локально в космосе вакуум, а в масштабах миллионов парсек - газ, то есть могут возникать звуковые волны.

-- 27.09.2021, 22:33 --

realeugene в сообщении #1532962 писал(а):

И как результат всё тот же Максвелл той же температуры

А ничего, что температура короны Солнца миллион градусов, а поверхности - 6000 ?

[realeugene]

Emergency в сообщении #1532976 писал(а):

А ничего, что температура короны Солнца миллион градусов, а поверхности - 6000

Ничего, конечно же. Солнце очень далеко от состояния термодинамического равновесия.

[zykov]

Emergency в сообщении #1532947 писал(а):

ТС не озвучил размер спиральных пор для разделения ионов.

Размер разумный.
Если слишком маленький, то процент свободного пролёта будет тоже мал.
Если слишком большой, то свободно пролететь сможет кто угодно.
Т.е. выбирается такой, чтобы эффективность была повыше.

[realeugene]

realeugene в сообщении #1532962 писал(а):

Кстати. это несложно и посчитать.

Ну конечно же, всё считается совершенно тривиально устно. Стационарный Максвелл у не взаимодействующих друг с другом молекул в потенциальном поле остаётся одним и тем же Максвеллом одной и той же температуры вне зависимости от точки в пространстве. У соударяющихся и отскакивающих тем более.

-- 27.09.2021, 23:27 --

amon в сообщении #1532951 писал(а):

И что, равновесное распределение по скоростям (или импульсам, если вы знаете, что это такое в таком потенциале) останется максвелловским?

Да, останется.