Quel est le libre parcours?

Un libre parcours moyen est la longueur moyenne qu'une particule peut voyager dans un environnement avant de collision, d'être absorbé par ou de réagir avec une autre particule.Le terme est fréquemment utilisé pour discuter du comportement des gaz mais a également été appliqué dans les champs du son et de la lumière.On pourrait calculer le libre parcours moyen d'un joueur dans un match de football.Sur une base relative, une molécule d'oxygène se déplace beaucoup plus loin dans l'air avant de collision que le joueur de football.

Les gaz sont un état ou une condition de matière dans laquelle les molécules sont si lâcheOccupez l'intégralité du volume d'un conteneur.Le volume d'un gaz est le volume du conteneur.Les gaz sont facilement compressés, élargis et mélangés.Les gaz sont souvent invisibles en raison de leur faible concentration de matière par volume unitaire, ou, énoncés différemment, le long trajet moyen moyen de leurs molécules.

En chimie, les calculs du libre parcours moyen sont utiles pour étudier le comportement de réaction du gaz.La valeur du chemin est, par nécessité, le résultat de modèles, car il n'y a aucun moyen de mesurer ou de suivre une molécule.Les scientifiques regardent des paramètres observables tels que le volume, la température et la pression ainsi que la taille des molécules dans le gaz et la concentration de gaz pour modéliser le comportement des molécules de gaz et dériver des valeurs calculées.

Les molécules de l'air, à des conditions standard de 1 atmosphère (14,7 livres par pouce carré), 0deg; C (32 deg; f) et un diamètre moléculaire indiqué de 0,3 nanomètre, nm, (1,2 x 10-8 pouces),,a un libre trajectoire calculé de 93 nm (3,6 x 10 à 6 pouces).La séparation moléculaire moyenne est calculée à 3,3 nm (1,3 x10-7 pouces).Si les joueurs de football étaient aussi agiles que les atomes, leur libre parcours serait d'environ 800 pieds (244 mètres), sur la base d'un terrain de football américain.Bien sûr, les joueurs de football ne sont pas uniformément dispersés sur le terrain, tout comme les molécules de gaz dans une enceinte.

Dans les études sonores, le libre parcours moyen fait référence à la distance moyenne qu'un rayon de son se déplace avant d'être reflété sur un obstacle.Ce calcul est important en acoustique et dépend du volume d'une pièce et de la surface totale des murs, du plafond et du plancher de la pièce.Les études acoustiques, bien que compliquées, sont quantifiables, car la vitesse des ondes sonores peut être mesurée avec précision dans une variété de conditions.

Les études de la diffusion de la lumière à travers les gaz ou les liquides utilisent des calculs moyens de libre parcours de diffusion.Ceux-ci sont définis comme la distance moyenne parcourue par un photon avant qu'un événement de diffusion ne se produise en raison de la collision ou de l'absorption du photon.Les calculs peuvent être utilisés pour déterminer des choses telles que la turbidité de l'eau et les concentrations de diverses solutions.Les buveurs de thé observent la dispersion du chemin moyen libre pour déterminer si leur thé a suffisamment brassé.