Comportamento delle molecole di gas: diffusione molecolare, cammino libero medio ed effusione

Una bottiglia di profumo chiusa contiene un'alta concentrazione di molecole aromatiche gassose, che si muovono costantemente e si scontrano casualmente. Nel frattempo, l'aria all'esterno della bottiglia non contiene essenzialmente nessuna di queste molecole. All'apertura della bottiglia, viene stabilito un gradiente di concentrazione tra queste regioni ad alta e bassa concentrazione.

Le molecole continuano a muoversi in modo casuale, con un movimento diretto dalla regione ad alta concentrazione a quella a bassa concentrazione. La miscelazione e la diffusione spontanea di liquidi o gas in risposta ad un gradiente di concentrazione è detta diffusione molecolare. La diffusione è un processo lento.

Anche se le particelle di gas viaggiano ad alta velocità, le numerose collisioni causano frequenti cambiamenti di velocità e di direzione. La distanza media percorsa da una particella tra le collisioni è indicata come percorso libero medio. Per una particella di gas, il percorso libero medio è influenzato dalla densità delle particelle, che influenza anche la pressione.

Con l'aumentare della densità delle particelle, aumenta la frequenza di collisione, pertanto, il loro percorso libero medio