Page 59 - 08 Boltzmanm
P. 59

LA ECUACIÓN DE BOL TZMANN
               La ecuación de Boltzmann en su  forma más simple se  puede escribir como:

                              at  (ªf)   (ªf)     (ªf)
                              at  =  at  fuerza +  at  difusión +  iJt  colisiones .
               En este caso, frepresenta la función de distribución. El término de la izquierda
               es su derivada respecto al tiempo e indica el cambio de f con el  paso de aquel;
               el de la derecha indica el cambio de f  provocado por las fuerzas, la difusión y
               las colisiones.  La ecuación de Boltzmann afirma que todo cambio en ftiene
               que ser debido, como mínimo, a una de esas tres causas. La  ecuación que
               figura en  el  artículo de 1872 es  bastante más complicada, ya que Boltzmann
               no se contentó con presentarla sin desarrollar, sino que calculó la aportación
               de cada término para llegar a una ecuación íntegro-diferencial que, en princi-
               pio, fuera posible resolver. Consideró el  cambio en la función de distribución
               provocado por el  choque de dos moléculas, que empezaban con una cierta
               energía y acababan con otra distinta. Su uso de variables es poco común hoy
               en día y merece clarificación: para las energías iniciales de las dos moléculas
               usó las letras x ex'; para las energías después del choque, la letras y la expre-
               sión x + x' -1;, ya que la energía final de la segunda partícula será la diferencia
               entre la  energía total del par antes del choque y la  energía con la que sale su
               compañera. La ecuación final quedó de esta forma:

                       af(x,t) = Y{(f('r,,t) f(x+x'-1:,,t)  f(x,t) f(x ',t)) d'r,dx.
                         at   O  O   .Jf,   Jx+x'-1:,   ✓x  Jx'
               Se puede interpretar de la forma siguiente: la variación temporal en la función
               de distribución (lado izquierdo) viene dada por el  resultado de fuerzas, difu-
               sión y choques (lado derecho), sumando para todas las posibles energías de
               todas las partículas en el gas.





         gurosa, demostró que el cambio en la función de distribución era
         debido solo a las fuerzas externas, las colisiones entre moléculas
         y la difusión: con este último término Boltzmann se refería a la
         tendencia estadística de las partículas localizadas en una cierta
         región a expandirse hasta ocupar todo el espacio permitido.
             Usando  su hipótesis  del  caos molecular,  Boltzmann pudo
         transfom1ar su ecuación desde una forma general -y, por ello,
         menos útil- a otra más explícita, donde, en principio, tenía que






                                                   EL CALOR DE LOS ÁTOMOS     59
   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64