Ortalama serbest yol ve ortalama serbest zaman

Silindirik bir hacim V'de v hızıyla rastgele hareket eden r yarıçaplı N gaz molekülünü düşünün. Bir molekül başka bir molekülle çarpıştığında, merkezleri arasındaki mesafe 2r'dir.

Yarıçapı 2r olan, ekseni molekülün hızına paralel olan bir silindir hayal edin. Molekül küçük bir zaman aralığı boyunca hareket ettiğinde ve silindirin içinde çarpıştığında, birim zamandaki çarpışma sayısı belirlenebilir.

Ortalama bağıl hız denklemi kullanılarak, birim zamandaki tüm hareketli moleküller için çarpışmalar belirlenebilir.

Denklemin tersi, ortalama boş zaman olarak bilinen çarpışmalar arasındaki ortalama süreyi verir.

Bu arada, bir gaz molekülünün ortalama serbest yolu, molekülün hızının ve çarpışmalar arasındaki ortalama sürenin ürünüdür. Terimleri değiştirerek, birim hacim başına molekül sayısı ve molekülün kesit alanı ile ters orantılı olan ortalama serbest yol belirlenebilir.

İdeal gaz denklemini hatırlayarak ve terimleri değiştirerek, gazın makroskopik özellikleri elde edilebilir.