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Transcrição de vídeo

vamos pensar um pouco sobre a distribuição de maxwell ótima e aqui do lado eu tenho uma foto do james maxwell com a sua mulher kathryn e eu acho que esse é o cachorro deles james maxwell é um dos chefões a física ele é famoso pelas equações de maxwell ele também fez alguns trabalhos com fotografias coloridas e ele estava envolvido em pensar sobre bom qual a distribuição das velocidades das partículas de artigas ideal esse cavalheiro aqui debaixo de vicky bottmann ele é considerado o pai um dos fundadores da mecânica estatística e juntos bom não juntos que eles não chegaram a colaborar mas eles foram capazes de descrever qual é a distribuição da velocidade das partículas de ar vamos pensar no experimento vamos dizer que eu tenho aqui um container então eu tenho aqui um container eu tenho partículas de ar aqui dentro bom e óleo formado basicamente de nitrogênio vou representar por esses pontinhos então eu tenho aqui as minhas partículas de ar dentro desse contexto e é claro que se isso fosse na vida real eu teria muito mais partículas do que aqui né e vamos dizer que aqui dentro também tem um termômetro então eu tenho aqui um termômetro e ele está marcando uma temperatura bom vamos marcar e de 300 kelvin então aqui eu tenho 300 calvin de temperatura o que essa temperatura de 300 que alguém significa bom no nosso dia a dia nós temos uma sensação de temperatura por exemplo eu não quero tocar uma coisa que seja quente isso vai me queimar ou não quero tocar uma coisa muito fria porque eu vou ficar arrepiada e assim que o nosso cérebro processa coisa chamada temperatura mas o que realmente está acontecendo numa escala molecular bom uma maneira de pensar sobre temperatura pensar que a temperatura proporcional à energia cinética das moléculas no sistema vamos escrever isso então a gente tem aqui que a nossa temperatura então a nossa tem p natura ela vai ser proporcional vamos mudar de cor aqui a média de energia cinética do meu sistema então eu tenho aqui a média a média da minha energia cinética que eu vou representar por e ser agora vamos dizer que eu tenho dois contêineres então aqui eu tenho com um container e aqui eu tenho outro container e que aqui dentro vou ter 10 moléculas de ar então eu tenho 10 moléculas de nitrogênio por exemplo então o que tem aqui uma duas três quatro cinco seis sete oito nove dez 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 e vamos dizer que a temperatura aqui no container 126 de 300 kelvin e aqui eu tenho 200 kelvin no container 2 se eu quisesse visualizar o que essas moléculas estão fazendo vozes estão se movendo em todas as direções elas não estão numa mesma direção então a energia cinética a gente já consegue perceber que a energia cinética do sistema um ovo marcar aqui como sistema para ficar melhor se a gente entender o sistema e sistema b a energia cinética do sistema ela vai ser bem maior do que a média de energia cinética do sistema b então você vai ter algumas moléculas indo nessa direção algumas indo nessa outras essa daqui ea gente vai marcar a direção das nossas moléculas então a gente tem uma que se move mais e assim por diante e aqui no sistema b bom você pode ter uma molécula que ela se move mais do que as outras mas a média das minhas das minhas moléculas aqui ela não vai ser maior do que a do sistema porque a temperatura aqui vai ser menor então eu tenho aqui as direcções das minhas moléculas nós podemos desenhar uma distribuição e essa distribuição vai ser a distribuição de maxwell bolt mantova desenhar um gráfico aqui eu vou fazer então aqui eu tenho o meu número de moléculas então marcar aqui meu número de moléculas e aqui eu tenho a minha velocidade então a minha velocidade para o 'sistema a outra o sistema umas temos 300 kelvin nossa distribuição a seria mais ou menos assim então a gente tenha uma distribuição mais ou menos assim vou marcar aqui que esse aqui é o meu sistema francis é uma b eu teria uma distribuição mais ou menos assim tão aqui eu teria um pico e eu tenho uma distribuição mais ou menos assim então vamos marcar aqui que seu sistema b faz sentido que eu tenho aqui uma maior quantidade de moléculas uma determinada velocidade essas moléculas em menor energia cinética elas em menor velocidade mas porque eu tenho esse pico aqui então você precisa se lembrar que nós estamos falando aqui do mesmo número de moléculas ou seja a área dessas duas curvas relação iguais a curva bem a nossa vai ser mais alta um pouco mais estreita se eu aumentar ainda mais a temperatura de sistemas ou vamos dizer que eu aumentei a temperatura aqui de ar para 400 kelvin então aqui aumento de temperatura para 400 kelvin a minha nova curva com a temperatura maior ela seria mais ou menos assim então aqui vamos só marcar que aqui eu tenho uma temperatura maior essa distribuição de maxwell bottmann eu não vou entrar aqui em equações mas eu vou te deixar com essa idéia do que é quando você pensa sobre a velocidade de algumas das partículas até mesmo do ar em torno de você você pode dizer a esse ar ele parece bens acionário pra mim mas lembre que o ar em torno de você é basicamente nitrogênio ea velocidade mais provável de uma molécula aleatória de nitrogênio à sua volta bem eu vou escrever aqui então a velocidade velocidade mas provável mais provável do nitrogênio vamos pegar um pouquinho mais de espaço aqui em temperatura ambiente bom tente adivinhar antes de falar como vai ser essa velocidade a velocidade que nós temos aqui é de aproximadamente 4 122 metros por segundo imagine uma coisa viajando 422 metros em um segundo se você pensar em milhas por hora então vamos só marcar aqui que eu tenho 422 metros por segundo se você pensar em milhas a gente teria aproximadamente novecentos e quarenta e quatro milhas por hora então aqui eu tenho milhas por hora então agora em volta de você existe uma grande quantidade de moléculas de nitrogênio nessa velocidade e elas estão batendo você elas estão dando atenção do ar e nós não temos molécula só nessa velocidade nós temos algumas indo mais rápido do que isso algumas mais rápida do que 422 metros por segundo e essas moléculas elas estão colidindo no seu corpo enquanto que a gente está conversando e você deve estar se perguntando por que isso não dói então bem isso te dá uma idéia de quão pequeno é a massa de uma molécula de nitrogênio e ela bate em você a mil milhas por hora você não sentir nada você apenas sente a pressão do ambiente agora você olha isso aqui pela primeira vez e pensa 422 metros por segundo isso é mais rápido que a velocidade do som a velocidade do som é de aproximadamente 340 metros por segundo como pode isso pense o som é transmitido através de colisões de partículas então as próprias partículas precisam estar se movendo ou pelo menos algumas elas precisam estar se movendo mais rápido do que a velocidade do som então nem sempre essas coisas em torno de você vão estar se movendo assim rápido algumas delas em vão estar se movendo mas algumas não está se movendo incrivelmente rápido eu acho isso um pouco confuso