Určenie strednej voľnej dráhy častíc plynu
Príklad 7.1.9.3.1
Experimentálnym spôsobom sa dá jednoducho zistiť teplota plynu a jeho koeficient viskozity. Nájdite postup, ktorým by ste zistili strednú voľnú dráhu a rozmer častíc plynu. Predpokladáme, že experiment bol vykonaný pri podmienkach blízkych k normálnym.
Riešenie
Pre koeficient viskozity bol odvodený vzťah
![](https://www.butkaj.com/go/fyzika1/images/pt363.gif)
Ak si nájdeme hustotu plynu r pri teplote laboratória v tabuľkách, potom neznáme v tomto vzťahu ostávajú stredná rýchlosť a stredná voľná dráha. Z odmeranej teploty si môžeme, vychádzajúc zo vzťahu pre kinetickú energiu častice plynu
![](https://www.butkaj.com/go/fyzika1/images/pt364.gif)
nájsť strednú kvadratickú rýchlosť
![](https://www.butkaj.com/go/fyzika1/images/pt365.gif)
Strednú rýchlosť vypočítame zo strednej kvadratickej rýchlosti podľa (7.1.26):
![](https://www.butkaj.com/go/fyzika1/images/pt366.gif)
K tomuto výpočtu potrebujeme poznať hmotnosť častice plynu m. Môžeme si ju vypočítať z hustoty plynu r (čo je číselne hmotnosť 1 m3 plynu) a z poznatku, že 22,4 l plynu obsahuje NA častíc. Z tohoto vyplýva, že 1 m3 plynu obsahuje
![](https://www.butkaj.com/go/fyzika1/images/pt367.gif)
častíc. Hmotnosť jednej častice bude m = r/n. Máme už k dispozícii všetky veličiny, ktoré potrebujeme k výpočtu strednej voľnej dráhy.
Z § 7.1.6 vieme, že
![](https://www.butkaj.com/go/fyzika1/images/pt368.gif)
Keďže koncentráciu sme už vypočítali, už ľahko vypočítame priemer častice d.