נתיב חופשי מתכוון וזמן פנוי מתכוון

ניקח לדוגמה מולקולות גז N עם רדיוס r הנעות באופן אקראי במהירות v בנפח גלילי V. כאשר מולקולה אחת מתנגשת במולקולה אחרת, המרחק בין המרכזים שלה הוא 2r.

דמיינו גליל עם רדיוס של 2r, עם ציר מקביל למהירות המולקולה. כאשר המולקולה נעה למרווח זמן קטן ומתנגשת בתוך הצילינדר, ניתן לקבוע את מספר ההתנגשויות ליחידת זמן.

באמצעות משוואת המהירות היחסית הממוצעת, ניתן לקבוע את ההתנגשויות של כל המולקולות הנעות ליחידת זמן.

יחסי הגומלין של המשוואה נותנים את הזמן הממוצע בין התנגשויות, המכונה הזמן הפנוי הממוצע.

בינתיים, הנתיב החופשי הממוצע של מולקולת גז הוא מכפלה של מהירות המולקולה והזמן הממוצע בין התנגשויות. על ידי החלפת המונחים, ניתן לקבוע את הנתיב החופשי הממוצע, שהוא ביחס הפוך למספר המולקולות ליחידת נפח ולשטח החתך של המולקולה.

אם זוכרים את משוואת הגז האידיאלי ומחליפים את המונחים, ניתן לקבל את התכונות המקרוסקופיות של הגז.