Я столкнулся с двумя противоречивыми выводами уравнения состояния нерелятивистского газа. Однако выводы релятивистского уравнения состояния обоих источников согласуются. Я думаю, может быть, расхождение связано с разными определениями энергии (термодинамика против...?). Я резюмировал аргументы ниже.
Источник 1
: Заметки о звездной структуре и эволюции О. Р. Полса, стр. 24 http://www.astro.ru.nl/~onnop/education/stev_utrecht_notes/chapter1-4.pdf
Начнем с интеграла давления,
п"="13∫∞0дпп ( р ) рвп"="13п ⟨ пвп⟩ ,
где
п ( р )
- функция распределения по импульсу,
п
это импульс, и
вп
скорость частицы с импульсом
п
. Также напомним, что «внутренняя плотность энергии»
ты
является
ты =∫∞0дпп ( р )Еп= п ⟨Еп⟩ ,
где
Еп
это кинетическая энергия.
Для нерелятивистского случаявп"="пм
, так
п"="13п ⟨ пвп⟩ =13п ⟨п2м⟩
"="13п ⟨ 2Еп⟩ =23ты ,
так что вывод такой
п"="23ты .
Источник 2
: РайденВведение в космологию
, стр. 55.
Уравнения состояния здесь обозначаются
п= ш е ,
где
Я предполагаю, что ε Райдена совпадает с u Полса.
. Нерелятивистский газ подчиняется закону идеального газа,
п"="рмюк Т,
где
р
это плотность и
мю
- средняя масса частиц. Для нерелятивистских частиц
е ≈ р ,
так
п≈к Тмюε
Для нерелятивистского газа
3 к т= μ ⟨в2⟩
и поэтому
п"="⟨в2⟩3ϵ ,
но где она утверждает
⟨в2⟩3≪ 1 ,
что явно противоречит утверждению Полса о том, что этот фактор пропорциональности
23
. На самом деле, Райден считает, что пропорциональность
0
, так что
п= 0
для нерелятивистского газа.
Мне интересно, как примирить эти два аргумента. Полыты
и Райденаε
тот же "тип" энергии?
пользователь65081