Условие:
Найти среднее число столкновений в единицу времени и длину свободного пробега
молекул гелия, если газ находится под давлением Р = 2 кПа и температуре
Т = 200 К.
Решение:
Ниже приведён пошаговый расчёт среднего числа столкновений (частоты столкновений) для одной молекулы и длины свободного пробега молекулы гелия при давлении Р = 2 кПа и температуре T = 200 K.
Шаг 1. Определяем концентрацию частиц (число молекул на единицу объёма) n
Используем уравнение состояния идеального газа в виде:
n = P⁄(k·T)
где k = 1,38×10⁻²³ Дж/K,
P = 2×10³ Па,
T = 200 K.
Подставим числа:
n = 2000 / (1,38×10⁻²³ × 200)
= 2000 / (2,76×10⁻²¹)
≈ 7,25×10²³ м⁻³.
----------------------------------...