Konvekcija

Kontakt med atomi moraš imeti. Morajo se trkat.

Moraš narest tko, da bo deloval težni pospešek na vsak atom, ves čas. Če se za začetek še ne odbijajo med sabo, naj se vsaj od sten.

Potem boš imel en tak bilijard atomov, njegova notranja energija (vsota vseh kinetičnih in potencialnih energij) bo stalna.

Tudi za vsak posamezen atom bo to veljalo.

Če dimenzija posode ne bo zelo velika, bo plin zelo izotermen.

Hja, boljš če upoštevaš padanje težnega pospeška z višino. Potem ne potrebuješ niti sten, imel boš plinsko kroglo, podobno zvezdi.

Ja definitivno gravitacija mora bit. Potem je definiran "gor". Sredi vesolja ni nič kaj prida gravitacije in ne obstaja "dol" in "gor".
Ja definitivno moraš upoštevat trke med molelukami - popolnoma elastični, kinetična energija se ohranja. Gibalna tako ali tako. S trki si molekule izmenjujejo energijo oz. toploto... dokler ne dosežejo nekega ravnovesja.

Razmišljam, če je konvekcija bolj pojav večjih skupkov atomov kot pa parih atomov. Ne verjamem, da boš pojav videl na parih atomoh.

Razmišljam, če je konvekcija bolj pojav večjih skupkov atomov kot pa parih atomov. Ne verjamem, da boš pojav videl na parih atomoh.

Ja, se sprašujem, če bo moj računalnik sposoben sploh obdelave tolk podatkov. Tko na oko bi bila zadeva sposobna izvedit okrog 100.000.000 premikov v 2 urah. Zdej je pa odvisno, kolk jih je treba nardit, da bi prišel do pričakovanih rezultatov...

Ja definitivno moraš upoštevat trke med molelukami - popolnoma elastični, kinetična energija se ohranja. Gibalna tako ali tako. S trki si molekule izmenjujejo energijo oz. toploto... dokler ne dosežejo nekega ravnovesja.

Trenutno mi je cilj zgolj ugotovit, kaj točno je potrebno, da pride toplejši plin na vrh posode. Če bom delal pa simulacije, iz katerih bi se dalo kaj izmeriti, bi pa šel upoštevat tudi trke.

Si bom še prebral kaj o statistični fiziki... znanje nikol ne škodi.

Verjetno te bo zanimala Maxwellova porazdelitev.

Tale članek je kar zahteven za srednješolsko znanje fizike. Lahko malo povzameš? (+ tega še ne poznam nekaterih matematičnih prijemov - limite, odvajanje, integriranje).

Ne. Tole so enačbe stanja, ki tebi nič dosti ne koristijo. Vsak atom mora biti agent, ki mu vsako nanosekundo izračunaš vektorsko hitrost in obnašanje po morebitnem necentralnem trku. Za vsak atom moraš vsako nanosekundo ugotoviti, če se je trčil ali se ni trčil. V primeru da se ni, je samo gravitacija spremenila njegovo komponento hitrost proti središču za delta t * g(r0). V primeru da se pa je trčil, pa poleg tega oba atoma obdržita skupno gibalo količino po komponentah. Torej skupno hitrost, če imata enaki masi.

Čas razdeliš v nanosekunde ali pikosekunde in v vsakem tem času izračunaš spremembo iz prejšnje nano ali piko sekunde. Manjši je čas, počasnejša in bolj natančna bo simulacija.

Torej, imaš neko random stanje začetnih hitrosti in njihovih smeri, vsako nano (mikro?) sekundo izračunaš stanje čez 1 nano (mikro) sekundo. Vsi pojavi bodo kar "emergirali".

Tko se to dela, trust me!

Torej, imaš neko random stanje začetnih hitrosti in njihovih smeri, vsako nano (mikro?) sekundo izračunaš stanje čez 1 nano (mikro) sekundo. Vsi pojavi bodo kar "emergirali".

Tu nastane pa problem. Kolikor nam je blo predavano, se pri monte carlo ne gre zračunat premikov vseh atomov za eno piko/nano -sekundo in pol prestavit časovno skalo naprej in ponovit tega, ker bi trajalo predolgo. Pač pa se naključno izbira atome in se jih premika. Ker je tud v realnosti vse skup naključno, naj bi zadeva nekaj zveze z realnostjo imela. Ker ni časovne skale, si bom moral izmisliti (in prilagajati po potrebi), da je od vsakega premika bilo recimo 0.000000001s, zato, da bom sploh lahko dobil neko razdaljo, za katero se atom premakne.

Uf, tole pa je dramatično :)

Glede tiste funkcije:

To pomeni, da je hitrost He-atoma najverjeneje okrog 1000 m/s, ne?

Drola, ti Thomas bi delala dve razlicni stvari. On MD (molecular dynamics oz. atom dynamics), ti Monte Carlo. Slednjo metodo si pravilno opisal. Nakkljucno izberes atom (lahko vec), izracunas njihovo energijo (E0) in ga (jih) premaknes na nakljucno mesto. Nato zopet izracunas energijo premaknjenih atomov (E1). Ce je E1 < E0, obdrzis novi sistem. Ce E1 > E0, izracunas verjetnost za tak energijski prehod (naj bo to P), ki ti vrne rezultat med 0 in 1 (to verjetnost izracunas z enacbo exp[-dE/kT]). Nato nakljucno izberes stevilo med nic in ena (naj bo to T). Ce je T < P, obdrzis sistem, drugace pa ne. To ponavljas, dokler sistem ne skonvergira k neki vrednosti energij.

Kako izracunas energijo delca(ev)? Potencialna energija + Lennard-Jones potencial vseh parov s nakljucno premaknjenim atomom. Kako nekatere atome pogrejes? Spremenis temepraturo pri racunanju verjetnosti prehoda energije (ali pa zmanjsas gravitacijsko konstanto, samo to je ze prevelika predpostavka). Zato je bolje premikati po en atom.

Ceprav bi tudi sam v tvojem primeru delal MD.

A je možna konvekcija v idealnem plinu, torej brez medatomskih sil?

imho ne. ker če ne bo trkov s sosedi, kako bo plin prišel do večje prostornine in s tem do vzgona. dvomim d pa da toplota favorizira čviganje atoma kontra gravitaciji.

Lennard-Jones potencial vseh parov

To se računa tud v idealnem plinu?

A je možna konvekcija v idealnem plinu, torej brez medatomskih sil?

imho ne. ker če ne bo trkov s sosedi, kako bo plin prišel do večje prostornine in s tem do vzgona. dvomim d pa da toplota favorizira čviganje atoma kontra gravitaciji.

No, pa recimo, da je cilj simulacije ugotoviti odgovor na to vprašanje.

Kako efektivno dobit atome, ki so blizu nekega drugega atoma? Naj razdelim prostor v sektorje in vodim še sezname atomov v določenem sektorju al je še kak drug trik?

A je možna konvekcija v idealnem plinu, torej brez medatomskih sil?

imho ne. ker če ne bo trkov s sosedi, kako bo plin prišel do večje prostornine in s tem do vzgona. dvomim d pa da toplota favorizira čviganje atoma kontra gravitaciji.

No, še enkrat. Sem ugotovil, da bi blo brez trkov isto, kot, če bi dal topel plin v eno in hladen plin v drugo posodo. V hladni bi bilo vse skupaj bolj pri tleh, v vroči pa bolj na vrhu. Kar pa ne gre, ker mora biti plin razporejen enakomerno po celotnem prostoru.

Aha. No, pol je še upanje.