2018-04-17
Кислород находится при температуре $0^{ \circ} С$ в сосуде с характерным размером $l = 10 мм$ (это линейный размер, определяющий характер интересующего нас физического процесса). Найти:
а) давление газа, ниже которого средняя длина свободного пробега молекул $\lambda > l$;
б) соответствующую концентрацию молекул и среднее расстояние между ними.
Решение:
(a) $\lambda > l$, если $p < \frac{kT}{ \sqrt{2} \pi d^{2} l }$
Тогда $\frac{kT}{ \sqrt{2} \pi d^{2}l }$ для $O_{2}$ равно $0,7 Па$.
(б) Соответствующее $n$ получается делением на $kT$ и составляет $1,84 \cdot 10^{20}$ в $м^{3} = 1,84^{14} см^{3}$ и соответствующее среднее расстояние $\frac{l}{n^{1/3} }$.
$= \frac{10^{-2} }{(0,184)^{1/3} \cdot 10^{5} } = 1,8 \cdot 10^{-7} м \approx 0,18 мкм$.