РУҚА
Задание № 7 · ЕГЭ

Средняя длина свободного пробега

Что происходит с молекулой газа между столкновениями
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Средняя длина свободного пробега — это среднее расстояние, которое молекула газа проходит между двумя последовательными столкновениями. Чем больше концентрация молекул и их размеры, тем меньше это расстояние.

Средняя длина свободного пробега«Свободный пробег» означает движение молекулы без столкновений; слово «средняя» указывает на усреднение по большому числу молекул и промежутков времени.
Средняя длина свободного пробега \(\lambda\) — среднее расстояние, проходимое молекулой между последовательными столкновениями с другими молекулами. Столкновения происходят из-за межмолекулярного взаимодействия.
\(\lambda\)
средняя длина свободного пробега
м
\(n\)
концентрация молекул
м$^{-3}$
\(d\)
эффективный диаметр молекулы
м

Формула

Для разреженного газа среднюю длину свободного пробега вычисляют по формуле:

\[\lambda = \frac{1}{\sqrt{2}\,\pi d^2 n}\]1

Здесь \(d\) — эффективный диаметр молекулы, а \(n\) — концентрация молекул, то есть число молекул в единице объёма. Формула показывает: при увеличении \(n\) или \(d\) длина свободного пробега уменьшается. Подробный порядок вычислений разобран на странице расчёта средней длины свободного пробега.

№
Пример

Если в некотором газе молекула в среднем проходит \(\lambda=เจ\) м между столкновениями, это не означает, что каждый пробег равен именно этому расстоянию. Одни участки пути будут короче, другие длиннее, но их среднее значение равно \(\lambda\).

!
Не путайте

Средняя длина свободного пробега — это расстояние, а не время между столкновениями. Время можно оценить дополнительно: \(\tau \approx \frac{\lambda}{v}\), где \(v\) — средняя скорость теплового движения. Поэтому при одинаковой \(\lambda\) более быстрые молекулы сталкиваются чаще по времени.

Проверьте себя

Как изменится средняя длина свободного пробега, если концентрация молекул увеличится в 2 раза, а размер молекул не изменится?

Главное за минуту

Главное

  • Средняя длина свободного пробега \(\lambda\) — среднее расстояние между последовательными столкновениями молекулы.
  • Для разреженного газа \(\lambda=\frac{1}{\sqrt{2}\,\pi d^2n}\): при росте концентрации или диаметра молекул она уменьшается.
  • Это расстояние, а не время; время свободного движения связано со скоростью молекул.