Jaka jest średnia wolna ścieżka?

Średnia swobodna ścieżka to średnia długość, którą cząstka może podróżować w środowisku przed zderzeniem, wchłanianiem lub reakcją z inną cząsteczką.Termin ten jest często używany do omówienia zachowania gazów, ale został również zastosowany w polach dźwięku i światła.Można obliczyć średnią wolną ścieżkę gracza w meczu piłkarskim.Według względnej, cząsteczka tlenu przemieszcza się znacznie dalej w powietrzu przed zderzeniem niż piłkarz. Gazy są stanem lub stanem materii, w której cząsteczki są tak luźno przyciągane, że są swobodne i będą wolno i będą się swobodnie płynąćZajmij całą objętość pojemnika.Objętość gazu jest objętością pojemnika.Gazy są łatwo ściskane, rozszerzane i mieszane.Gazy są często niewidoczne ze względu na ich niskie stężenie materii na jednostkę objętości, lub, oświadczone inaczej, długa średnia wolna ścieżka ich cząsteczek.

W chemii obliczenia średniej wolnej ścieżki są przydatne w badaniu zachowania reakcji gazowej.Wartość ścieżki jest, z konieczności, wynik modeli, ponieważ nie ma sposobu na zmierzenie ani śledzenie jednej cząsteczki.Naukowcy patrzą na obserwowalne parametry, takie jak objętość, temperatura i ciśnienie, a także wielkość cząsteczek w gazie i stężenie gazu do modelowania zachowania cząsteczki gazu i uzyskania obliczonych wartości.

Cząsteczki powietrza, w standardowych warunkach 1 atmosfery (14,7 funta na cal kwadratowy), 0Deg; C (32 i deg; f) i podanej średnicy cząsteczkowej 0,3 nanometrów, nm, (1,2 x 10-8 cali),ma obliczoną średnią wolną ścieżkę 93 nm (3,6 x 10-6 cali).Średni rozdział molekularny oblicza się na 3,3 nm (1,3 x 10-7 cali).Gdyby piłkarze byli tak zwinni jak atomy, ich średnia wolna ścieżka wynosiłaby około 800 stóp (244 metry), opartą na amerykańskim boisku piłkarskim.Oczywiście piłkarze nie są równomiernie rozproszeni na boisko, podobnie jak cząsteczki gazu w obudowie.

W badaniach dźwiękowych średnia swobodna ścieżka odnosi się do średniej odległości, jaką promień dźwięku podróżuje, zanim odbijają się od przeszkody.Obliczenia te są ważne w akustyce i zależy od objętości pomieszczenia i całkowitej powierzchni ścian pomieszczenia, sufitu i podłogi.Badania akustyczne, choć skomplikowane, są wymierne, ponieważ prędkość fal dźwiękowych można dokładnie zmierzyć w różnych warunkach.

Badania rozpraszania światła przez gaz lub ciecze wykorzystują średnie obliczenia swobodnej ścieżki.Są one definiowane jako średnia odległość przebywająca przez foton, zanim nastąpi zdarzenie rozpraszania z powodu zderzenia lub absorpcji fotonu.Obliczenia można wykorzystać do określenia takich rzeczy, jak zmętnienie wody i stężenia różnych roztworów.Pijący herbatę obserwują rozpraszanie wolnej średniej ścieżki, aby ustalić, czy ich herbata warzyła się wystarczająco.