Ortalama Serbest Yol ve çarpışma Frekansı

S o r u - V e r i l e r

Tablodaki Verilere Göre Boş olan alanları doldurunuz.

Gaz	Sıcaklık K	Basınç atm.	Çarpışma çapı A	Mol tartısı g mol-1	Ortalama serbest yol A	Çarpışma frekansı çarpışma molekül-1	Çarpışma Hızı çarpışma cm-3	Hesaplama Göster
H2					1123	1.51×10+10	2.03×10+29
O2
CO2
HI
X
Y

H e s a p l a m a l a r

Bir gazın ortalama serbest yol uzunluğu L;

L=1√2πd2N*

eşitliğinden hesaplanır. d; molekülün çarpışma çapı, N^*; birim hacimdeki molekül sayısıdır.

Bir molekülün birim zamanda yapmış olduğu çarpışmaların sayısı Z₁ ise;

Z1=√2πd2uN* 

u; ortalama moleküler hızdır. Ortalama serbest yol uzunluğu, L' nin ve birim zamanda tek bir molekülün çarpışma sayısı Z₁ nin hesaplanması için öncelikle birim hacimdeki tanecik sayısı N^* ve ortalama molekül hızı u' nun hesaplanması gerekir.

1 cm³ de yer alan taneciklerin sayısı N^*

N*=NRTPV

N*=(6.022×1023molekülmol−1)(1atm.)(0.001L.)(0.082atm.L.mol−1K−1)(273K)=2.689×1019molekülcm−3

Ortalama moleküler hız u;

u=√πM8RT 

u=√(3.14)(2.016g.mol−1)(8)(8.314×107ergmol−1K−1)(273K)=169321cms−1=1693ms−1 

Ortalama Serbest yol uzunluğu, L;

L=1√2πd2N*

L=1√2(3.14)(2.73×10−8cm.)2(2.689×1019)=112.3nm.

Bir molekülün bir saniyede toplam çarpışma sayısı, Z₁;

Z1=√2πd2uN* 

Z1=√2(3.14)(2.73×10−8)2(169321cm.s−1)(2.689×1019molekülcm−3)=1.51×10+10 

Birim hacimde (1.0 cm³) de tüm moleküllerin yaptıkları toplam çarpışma sayısı Z₁₁;

Z11=2Z1N*

Z11=2(×105)(2.689×1019)=2.03×10+29çarpışmacm−3

D a h a   F a z l a  B i l g i

Ortalama Serbest Yol ve Çarpışma Sayısı