温度升高时分子平均碰撞频率和平均自由程的变化情况?

题目

温度升高时分子平均碰撞频率和平均自由程的变化情况?
容器内储有一定量的理想气体,若容积保持不变,使气体的温度升高则分子平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是怎样的?分别是增大还是减小,还是不变?

答案

分子平均运动动能Ek=nKT/2,n是分子的空间自由度,K是玻尔兹曼常数,T是温度.Ek=0.5mu²,u是分子运动的平均速度,由此可见,u²∝T,所以温度升高,分子平均速度增大,碰撞频率也增大,碰撞频率实际上也是表征分子运动的剧烈程度的.
平均自由程λ说的是分子发生碰撞到下一次碰撞间的距离.显然,如果容积固定,分子的运动空间是固定的,分子数量没有因为热运动加剧而发生改变,则平均距离不变,所以了知平均自由程不会改变.