Потеря импульса молекуой при соударении с другой молекулой

[mark_sandman]

Для молекулы или иона в процессе диффузионного движения график скорости выглядит примерно вот так:



Получается, что молекула или ион сначала набирают скорость, потом она достигает своего наибольшего значения, потом молекула или ион испытывает соударение с другой молекулой и полностью теряет свой импульс, затем вновь набирает скорость в течение времени свободного пробега на длине свободного пробега, потом снова испытывает соударение и т.д.

Вопрос: Почему молекула или ион полностью теряет свой импульс при соударениях с другими молекулами в процессе диффузии?

-- 07.05.2012, 14:51 --

В соответствии с задачей двух тел при таком столкновении возможны два случая:
1) Абсоютно упругий удар - частица приобретает импульс, равный тому, которым она обладала, но с противоположным знаком.
2) Абсолютно неупругий удар - частица полностью теряет импульс, но как бы "склеивается" с другой частицей и они вместе продолжают движение. Неужели так происходит и при молекулярном движении?

[Munin]

Реально график так не выглядит, потому что промежутки времени от начала до конца свободного пробега - разные и случайные. Это только некоторая упрощённая картинка, в которой считают, что любой пробег происходит с одним и тем же усреднённым временем пробега.

Картинка немного отличается для случаев диффузии в твёрдой, и в жидкой / газообразной среде. Когда среда твёрдая, диффундирующая частица на самом деле сталкивается не с одной другой частицей, а практически со всей кристаллической решёткой. И поэтому легко теряет скорость до нуля.

А когда среда жидкая / газообразная, то происходит столкновение с другой частицей, перед столкновением имеющей случайную скорость. Таким образом, получаются случайные результаты столкновения. И опять, нулевая скорость после столкновения будет только в среднем, и рисовать каждый новый зубчик от нуля - это опять упрощение. Адекватно описать все эти неупрощённые случайные закономерности можно только с применением теории математической статистики. Это будет позже при изучении статистической физики.

Удары все упругие (тут есть нюансы, но они практически неважны). Но если среда твёрдая, то в результате упругого удара частица целиком отдаёт свой импульс кристаллической решётке - очень массивному телу, которое поглощает импульс без заметных последствий: у него очень большая масса (по сравнению с массой частицы), поэтому изменение скорости ничтожно мало.

-- 07.05.2012 15:14:05 --

P. S. На графике что-то с обозначениями не так. По оси абсцисс должно быть отложено время, а длина - вообще площадь под графиком.

[mark_sandman]

Спасибо за содержательный ответ. Теперь стало более-менее понятно

График я взял просто из картинок гугл, чтобы наглядно продемонстрировать, что я имею в виду. Насчёт обозначений согласен

[hvost_soroki]

mark_sandman в сообщении #568291 писал(а):

Спасибо за содержательный ответ. Теперь стало более-менее понятно

А вот мне непонятно с самого начала:

mark_sandman в сообщении #568282 писал(а):

Получается, что молекула или ион сначала набирают скорость, потом она достигает своего наибольшего значения

Получается что молекулы (ионы) подобны автомобилям, внутри которых находится двигатель, разгоняющий их до наибольшего значения!?
И "содержательный ответ" ничего не разъясняет относительно феномена увеличения (приращения) скорости диффундирующих частиц.

[Alexandr007]

hvost_soroki в сообщении #568324 писал(а):

Получается что молекулы (ионы) подобны автомобилям, внутри которых находится двигатель, разгоняющий их до наибольшего значения!?

Может речь о движении ионов в электрическом поле?

[mark_sandman]

Alexandr007
Нет. Речь именно о диффузии.

[Munin]

В диффузии никакого ускорения нет, вы не тот график рассматриваете. Я понял, как Alexandr007 уточнил, заряды во внешнем поле.