摘要

气体自由膨胀是一个意义重大且相对简单的分子运动过程。采用蒙特卡罗方法数值模拟气体分子自由膨胀过程,发现气体分子随着分子随机移动次数的增加而逐渐趋近于均匀分布在系统各处,同时其熵一直在增加,直到系统达到稳定状态时,熵才逐渐趋于稳定。此数值模拟结果与理论结果符合较好,而且数值模拟方法还展现出理论方法和实验方法都无法比拟的优越性。此案例不仅能够进一步丰富计算物理学实验教学内容,还可以作为计算物理学与其他物理学科交叉的一个范例,为计算物理学应用于物理实际问题提供合适的参考。