Pohyb částic v ideálním plynu

V plynu jsou jednotlivé částice (atomy nebo molekuly) na rozdíl od pevné nebo kapalné látky poměrně daleko od sebe. Na této simulaci si znázorníme chaotický pohyb těchto částic. Jako výchozí základ je použit model ideálního plynu. Ten vychází z následujících předpokladů:

Na jednotlié částice nepůsobí žádná síla, vyjma případu, kdy se vzájemně srazí nebo narazí na stěnu nádoby. Díky tomu se částice mezi srážkami pohybují rovnoměrně přímočaře, tj. rovně a konstantní rychlostí.
Srážky považujeme za dokonale pružné.
Objem částic je zanedbatelný v porovnání s celkovým objemem nádoby.
Rotační a oscilační složky pohybu nehrají žádnou roli (zanedbáváme je).

Na panelu této aplikace jsou dvě tlačítka. První („Reset“) nastaví počáteční stav animace, druhé tlačítko („Start/Zastavit/Dále“) lze použít pro spuštění, zastavení a obnovení animace. Přepínačem „Zpomaleně“ lze celou animaci zpomalit. Typ plynu lze vybrat ze čtyř příkladů, a to dusíku (N₂), kyslíku (O₂), argonu (Ar) a vodíku (H₂). Číselné zadání je možné – v určitých mezích – pro látkové množství (míra počtu částic, jednotka mol), termodynamickou teplotu (jednotka Kelvin) a tlak (jednotka kilopascal). Zadání se potvrdí klávesou Enter. Pod vstupními poli je zobrazen vypočítaný objem (jednotka centimetr krychlový). V některých případech se hodnota tlaku musí změnit tak, aby byl výsledný objem v rozmezí 100 cm³ až 1000 cm³. Přepínací tlačítka ve spodní části panelu určují, co se vykreslí v zobrazovací oblasti:

Animované znázornění pohybu částic v nádobě tvaru krychle o délce hrany 10 cm; zobrazený počet částic je samozřejmě mnohem menší než skutečný počet (1 mol odpovídá přibližně 6 ·10²³ částicím). Modrá šipka uprostřed víka znázorňuje sílu potřebnou k udržení víka v konstantní výšce.
Diagram hustoty pravděpodobnosti jedné složky rychlosti (v_x, v_y, nebo v_z)
Diagram znázorňující hustotu pravděpodobnosti velikosti rychlosti (Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení)

Poznámka: U starších počítačů nelze vyloučit problémy s výpočetní rychlostí.