Характеристики движения молекулы

Эффективный диаметр молекулы – минимальное расстояние, на которое сближаются центры двух молекул при столкновении.

При столкновении молекулы сближаются до некоторого наименьшего расстояния, которое условно считается суммой радиусов взаимодействующих молекул. Столкновение между одинаковыми молекулами может произойти только в том случае, если их центры сблизятся на расстояние, меньшее или равное эффективному диаметру.

Длина свободного пробега молекулы – это среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.

Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому вводится понятие средней длины свободного пробега <λ>. Величина <λ> является характеристикой всей совокупности молекул газа при заданных значениях давления и температуры.

Выражение для средней длины свободного пробега молекулы имеет вид:

.

Для идеального газа , следовательно . Поэтому

.

Средняя длина свободного пробега увеличивается с ростом температуры.

Вычисление средней длины свободного пробега для азота (d =3·10^-10 м), находящегося при нормальных условиях (р₀ =1,013·10⁵ Па, Т₀ =273 К) дает .

Среднее число столкновений, испытываемых одной молекулой за единицу времени <z>:

,

где – средняя арифметическая скорость хаотического движения молекул.