Ποια είναι η μέση ελεύθερη διαδρομή;

Μια μέση ελεύθερη διαδρομή είναι το μέσο μήκος που ένα σωματίδιο μπορεί να ταξιδέψει σε ένα περιβάλλον πριν συγκρουστεί, να απορροφηθεί ή να αντιδράσει με ένα άλλο σωματίδιο.Ο όρος χρησιμοποιείται συχνά για να συζητήσει τη συμπεριφορά των αερίων, αλλά έχει επίσης εφαρμοστεί στους τομείς του ήχου και του φωτός.Κάποιος θα μπορούσε να υπολογίσει τη μέση ελεύθερη διαδρομή ενός παίκτη σε ένα παιχνίδι ποδοσφαίρου.Σε σχετική βάση, ένα μόριο οξυγόνου ταξιδεύει πολύ πιο μακριά στον αέρα πριν συγκρουστεί από ό, τι ο ποδοσφαιριστής.

Τα αέρια είναι μια κατάσταση ή κατάσταση ύλης στην οποία τα μόρια είναι τόσο χαλαρά προσελκύονται μεταξύ τους ότι είναι ελεύθερα ρέουν και θέλουνΚαταλάβετε ολόκληρο τον όγκο ενός δοχείου.Ο όγκος ενός αερίου είναι ο όγκος του δοχείου.Τα αέρια είναι εύκολα συμπιεσμένα, επεκταμένα και μικτά.Τα αέρια είναι συχνά αόρατα λόγω της χαμηλής συγκέντρωσης της ύλης ανά μονάδα όγκου ή, δηλώνονται διαφορετικά, η μακρά μέση ελεύθερη διαδρομή των μορίων τους.Η τιμή της διαδρομής είναι, αναγκαστικά, αποτέλεσμα μοντέλων, καθώς δεν υπάρχει τρόπος μέτρησης ή παρακολούθησης οποιουδήποτε μορίου.Οι επιστήμονες εξετάζουν τις παρατηρήσιμες παραμέτρους όπως ο όγκος, η θερμοκρασία και η πίεση καθώς και το μέγεθος των μορίων στο αέριο και η συγκέντρωση αερίου για να μοντελοποιήσουν τη συμπεριφορά του μορίου αερίου και να εξαχθούν υπολογιζόμενες τιμές.

Τα μόρια του αέρα, σε τυποποιημένες συνθήκες 1 ατμόσφαιρας (14,7 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα), 0deg, C (32 deg, F) και μια δηλωμένη μοριακή διάμετρο 0,3 νανομέτρων, nm, (1,2 x 10-8 ίντσες),έχει μια υπολογιζόμενη μέση ελεύθερη διαδρομή 93 nm (3,6 x 10-6 ίντσες).Ο μέσος μοριακός διαχωρισμός υπολογίζεται στα 3,3 nm (1,3 x10-7 ίντσες).Εάν οι ποδοσφαιριστές ήταν τόσο ευκίνητοι όσο τα άτομα, η μέση ελεύθερη πορεία τους θα ήταν περίπου 800 πόδια (244 μέτρα), με βάση ένα αμερικανικό γήπεδο ποδοσφαίρου.Φυσικά, οι ποδοσφαιριστές δεν διασκορπίζονται ομοιόμορφα για το πεδίο, όπως και τα μόρια αερίου μέσα σε ένα περίβλημα.Αυτός ο υπολογισμός είναι σημαντικός στην ακουστική και εξαρτάται από τον όγκο ενός δωματίου και τη συνολική επιφάνεια των τοίχων, της οροφής και του δαπέδου του δωματίου.Οι ακουστικές μελέτες, αν και περίπλοκες, είναι ποσοτικοποιήσιμες, αφού η ταχύτητα των ηχητικών κυμάτων μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια υπό διάφορες συνθήκες.

Μελέτες της σκέδασης φωτός μέσω αερίων ή υγρών χρησιμοποιούν υπολογισμούς διάσπασης διασκορπισμού μέσης ελεύθερης διαδρομής.Αυτά ορίζονται ως η μέση απόσταση που διανύθηκε από ένα φωτόνιο πριν από ένα συμβάν σκέδασης λόγω σύγκρουσης ή απορρόφησης του φωτονίου.Οι υπολογισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό τέτοιων πραγμάτων όπως η θολερότητα του νερού και οι συγκεντρώσεις διαφόρων διαλυμάτων.Οι πότες τσαγιού παρατηρούν τη διασπορά χωρίς μέση πορεία για να διαπιστώσουν εάν το τσάι τους έχει παρασκευαστεί επαρκώς.