Kent1K
Знаток
(315)
2 дня назад
Длина свободного пробега молекул газа можно рассчитать по формуле:
λ = 1 / √(2) ⋅ n ⋅ σ
где:
• λ — длина свободного пробега,
• n — концентрация молекул (молекул на кубический метр),
• σ — эффективная площадь столкновения.
Эффективная площадь столкновения σ для двух молекул можно рассчитать по формуле:
σ = π d²
где d — диаметр молекулы. Если радиус молекулы равен 0.18 нм , то диаметр будет:
d = 2 ⋅ r = 2 ⋅ 0.18нм = 0.36нм = 0.36 × 10⁻⁹м
Теперь подставим это значение в формулу для σ :
σ = π (0.36 × 10⁻⁹)² ≈ 3.14 × (0.1296 × 10⁻¹⁸) ≈ 4.07 × 10⁻¹⁹м²
Теперь подставим значения в формулу для длины свободного пробега n = 2.7 × 10²⁵ м⁻³ :
λ = 1 / √(2) ⋅ (2.7 × 10²) ⋅ (4.07 × 10⁻¹⁹)}
Сначала вычислим произведение:
n ⋅ σ = (2.7 × 10²⁵) ⋅ (4.07 × 10⁻¹⁹) ≈ 1.0989 × 10⁷
Теперь подставим это значение в формулу для λ :
λ = 1 / √(2) ⋅ 1.0989 × 10} ≈ 1 / 1.4142 ⋅ 1.0989 × 10} ≈ 1 / 1.5505 × 10}
Теперь вычислим:
λ ≈ 6.45 × 10⁻⁸м
Переведем в нанометры:
λ = 6.45 × 10⁻⁸м = 64.5нм
Округляя до целого числа, получаем:
λ ≈ 65нм
Таким образом, длина свободного пробега молекул в воздухе при нормальных условиях составляет примерно 65 нм.
Надеюсь правильно будет)