готовые шпоры на 2ой семестр по физике / 37 вопрос

37

Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул

Молекулы газа, находясь в состоянии хаотического движения, непрерывно сталкиваются друг с другом . Между двумя последовательными столкновениями молекулы проходят некоторый путь L, который называется длиной свободного пробега. В общем случае длина пути между последовательными столкновениями различна, то можно говорить о средней длине свободного пробега молекул < L >.

Минимальное расстояние, на которое сближаются центры молекул, называется эффективным диаметром молекулы d. Он зависит от скорости сталкивающихся молекул, т.е. от температуры. За 1 с молекула проходит путь, равный <>, и если <z> - среднее число столкновений за единицу времени, то .

Молекула, которая движется по центру цилиндра (рис. 17), сталкивается только с теми молекулами, центры которых находятся внутри цилиндра радиусом 2r.

,

где n – концентрация молекул,, (<> - средняя скорость молекул). , более точно - при учете движения других молекул.

.

Среднее время свободного пробега молекулы – время между 2 соседними столкновениями.