Script che simula l’espansione libera di un gas perfetto e costruisce in tempo reale la distribuzione delle molecole fra il lato sinistro e il lato destro del contenitore.
All’inizio le molecole sono tutte confinate nella metà sinistra mediante un setto divisorio posto a metà del contenitore. Dopo alcuni secondi il setto divisorio viene rimosso e le molecole possono muoversi liberamente in tutto il contenitore. Contemporaneamente nella parte bassa dello schermo vengono conteggiate le frequenze dei microstati attraverso i quali passa il sistema durante la sua evoluzione. A tal proposito viene utilizzata come variabile atta a caratterizzare i vari microstati la percentuale di molecole presente nella metà sinistra della scatola. Dopo breve tempo si osserva che il sistema evolve verso gli stati a massima probabilità (massima entropia) in cui il 50% delle molecole è nella metà sinistra e l’altro 50% nella metà destra del contenitore.
Numero di molecole: 100
Velocità massima: 10
from random import * from kandinsky import * # imposta numero molecole e Vmax n=100 v=10 # crea l'array f (frequenze) f=[0 for i in range(n+1)] # genera n valori casuali per x, y, vx, vy x=[uniform(50,150) for i in range(n)] y=[uniform(50,150) for i in range(n)] vx=[uniform(-v,v) for i in range(n)] vy=[uniform(-v,v) for i in range(n)] # disegna l'asse dell'istogramma fill_rect(50,200,200,1,color(0,0,0)) fill_rect(50,200,1,5,color(0,0,0)) fill_rect(150,200,1,5,color(0,0,0)) fill_rect(250,200,1,5,color(0,0,0)) draw_string("0% 50% 100% sx",41,205) # disegna la scatola e il setto divisorio fill_rect(48,48,206,106,color(0,0,0)) fill_rect(50,50,202,102,color(255,255,255)) fill_rect(152,50,1,102,color(0,0,0)) # posizione setto divisorio d=150; d2=300; setto=True # inizia la simulazione h=0 while h<45: sx=0 for i in range(n): fill_rect(round(x[i]),round(y[i]),2,2,color(255,255,255)) x[i]+=vx[i] if x[i]<50: x[i]=100-x[i] vx[i]=-vx[i] if x[i]>d: x[i]=d2-x[i] vx[i]=-vx[i] y[i]+=vy[i] if y[i]<50: y[i]=100-y[i] vy[i]=-vy[i] if y[i]>150: y[i]=300-y[i] vy[i]=-vy[i] fill_rect(round(x[i]),round(y[i]),2,2,color(0,0,0)) # conteggia le molecola a sinistra if x[i]<150: sx+=1 # aggiorna l'istogramma f[sx]+=1 h=round(f[sx]*n/400) set_pixel(50+round(sx/n*200),200-h,color(0,0,255)) draw_string(str(round(sx/n*100))+"% ",90,30) draw_string(str(round((n-sx)/n*100))+"% ",190,30) # dopo alcuni secondi rimuove il setto divisorio if setto: if h>40: fill_rect(152,50,1,102,color(255,255,255)) d=250; d2=500 setto=False