Середня довжина вільного пробігу молекул та число зіткнень

Явища переносу пов’язані з безперервним хаотичним рухом молекул та постійними зіткненнями, під час яких молекули обмінюються енергією, імпульсами, тощо. Взаємне відштовхування молекул виключає пружні зіткнення.

Найменша відстань, на яку зближуються при зіткненні центри двох молекул, називається ефективним діаметром молекули d.

Величина називається ефективним перерізом молекули. Ефективний діаметр молекули залежить від їх енергії, тобто зменшується при підвищенні температури.

Відстань, яку молекули проходять від зіткнення до зіткнення, називається довжиною вільного пробігу. Це – випадкова величина, середнє значення якої визначають з розподілу Максвела:

При збільшенні температури зростає середня довжина пробігу через зменшення ефективного діаметра.

Середня кількість зіткнень однієї молекули визначається співвідношенням

< v > - середня швидкість руху молекул

При зменшенні концентрації n молекул довжина пробігу збільшується. У випадку, коли вона дорівнюватиме розміру посудини, молекула не буде зіштовхуватися з іншими молекулами. В цьому випадку говорять про стан вакууму.