19.10
반지름 r을 가진 N 기체 분자가 원통형 부피 V에서 속도 v로 무작위로 움직인다고 가정합니다. 한 분자가 다른 분자와 충돌할 때 중심 사이의 거리는2r입니다.
반지름이2r이고 축이 분자의 속도와 평행한 원통을 상상해 보십시오. 분자가 짧은 시간 간격으로 이동하여 실린더 내부에서 충돌할 때 단위 시간당 충돌 횟수를 결정할 수 있습니다.
평균 상대 속도 방정식을 사용하여 단위 시간당 움직이는 모든 분자에 대한 충돌을 결정할 수 있습니다.
방정식의 역수는 평균 자유 시간이라고 하는 충돌 사이의 평균 시간을 제공합니다.
한편, 기체 분자의 평균 자유 경로는 분자의 속도와 충돌 사이의 평균 시간의 곱입니다. 항을 대체함으로써 평균 자유 경로를 결정할 수 있으며, 이는 단위 부피당 분자의 수와 분자의 단면적에 반비례합니다.
이상-기체 방정식을 상기하고 항을 대체하면 기체의 거시적 특성을 얻을 수 있습니다.
원통 안의 기체 분자를 생각해 보세요. 이것은 서로 충돌하면서 속도와 방향을 바꾸면서 무작위로 움직입니다. 충돌 사이의 모든 경로 길이의 평균을 '평균 자유 경로'라고 합니다.
평균 자유 행로는 분자 밀도에 반비례합니다. 왜냐하면 부피 내부에 더 많은 분자가 있으면 서…
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