平均自由程概述
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2015-04-24 閱讀
平均自由程如果在房間的角落打開香水瓶，需要很長(zhǎng)時(shí)間才可在房間的相反角落處檢測(cè)到芳香氣體物質(zhì)。這一實(shí)驗(yàn)似乎與前一章節(jié)中描述的平均氣體速度相矛盾。出現(xiàn)這種情況的原因在于氣體粒子在其路上遭受大量的碰撞。平均自由程是粒子在與其他粒子進(jìn)行兩次連續(xù)碰撞之間可移動(dòng)的平均距離。
從公式 1-11 可看出，平均自由程與溫度成線性比例，與壓力和分子直徑成反比。在這一點(diǎn)上，我們將忽略學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中討論的該等式進(jìn)一步的變體，學(xué)術(shù)文獻(xiàn)研究了諸如不同氣體粒子直徑的碰撞、氣體粒子與離子或電子的碰撞以及 溫度影響等。
為說(shuō)明平均自由程的溫度依賴性，公式 1-11 經(jīng)常書寫為將溫度作為方程右邊的w*變量。
Table 1.5 顯示了一些選定氣體在 0°C 時(shí)的ī · p 值。
使用Table 1.5 中的值，我們現(xiàn)在估算氮分子在各種壓力下的平均自由程：
因此在大氣壓下，氮分子在兩次碰撞之間移動(dòng)的距離為59 nm，而在壓力低于 10-8 hPa 的超高真空下，其移動(dòng)的距離為幾公里。
分子數(shù)密度和平均自由程的關(guān)系可以用圖表1.5來(lái)表示。
