Столкновения молекул

Столкновения молекул — это кратковременные взаимодействия частиц газа друг с другом и со стенками сосуда. При каждом ударе изменяется импульс молекулы, а множество ударов о стенки создаёт давление газа.

Согласно постулатам молекулярно-кинетической теории, молекулы газа непрерывно и хаотически движутся. При ударе о неподвижную стенку молекула меняет направление скорости, поэтому получает изменение импульса \(\Delta \vec p\). По третьему закону Ньютона стенка получает импульс противоположного направления. За малое время на стенку приходится множество таких ударов.

Если молекула массой \(m\) упруго ударяется о стенку перпендикулярно со скоростью \(v\), её импульс изменяется по модулю на \(2mv\): направление скорости меняется на противоположное. Средняя сила ударов определяется суммарным изменением импульса за время, а давление — силой, действующей на единицу площади: \(P=\frac{F}{S}\). Поэтому при увеличении скорости молекул или их числа в единице объёма давление обычно возрастает. Подробное объяснение этого результата дано на странице давления газа с точки зрения МКТ.