Среднее расстояние, которое проходит молекула между двумя последовательными соударениями называется средней длиной свободного пробега. оценить среднюю длину свободного пробега молекулы в воздухе при нормальных условиях (т=273 к, р = 10 в 5 степени па диаметр молекул принять равным d = 3, 7х10 в минус десятой степени м.

Под средней длиной свободного пробега понимают среднее расстояние, которое проходит молекула между двумя последовательными соударениями. за секунду молекула в среднем проходит расстояние, численно равное ее средней скорости  . если за это же время она испытает в среднем    столкновений с другими молекулами, то ее средняя длина свободного пробега    , очевидно, будет равна (3.1.1) предположим, что все молекулы, кроме рассматриваемой, неподвижны. молекулы будем считать шарами с диаметром d. столкновения будут происходить всякий раз, когда центр неподвижной молекулы окажется на расстоянии меньшем или равном d от прямой, вдоль которой двигается центр рассматриваемой молекулы. при столкновениях молекула изменяет направление своего движения и затем движется прямолинейно до следующего столкновения. поэтому центр движущейся молекулы ввиду столкновений движется по ломаной линии (рис. 1). рис. 1 молекула столкнется со всеми неподвижными молекулами, центры которых находятся в пределах ломаного цилиндра диаметром 2d. за секунду молекула проходит путь, равный    . поэтому число происходящих за это время столкновений равно числу молекул, центры которых внутрь ломаного цилиндра, имеющего суммарную длину    и радиус d. его объем примем равным объему соответствующего спрямленного цилиндра, т. е. равным    если в единице объема газа находится n молекул, то число столкновений рассматриваемой молекулы за одну секунду будет равно (3.1.2) в действительности движутся все молекулы. поэтому число столкновений за одну секунду будет несколько большим полученной величины, так как вследствие движения окружающих молекул рассматриваемая молекула испытала бы некоторое число соударений даже в том случае, если бы она сама оставалась неподвижной. предположение о неподвижности всех молекул, с которыми сталкивается рассматриваемая молекула, будет снято, если в формулу (3.1.2) вместо средней скорости  представить среднюю скорость относительного движения    рассматриваемой молекулы. в самом деле, если налетающая молекула движется со средней относительной скоростью    , то молекула, с которой она сталкивается, оказывается покоящейся, что и предполагалось при получении формулы (3.1.2). поэтому формулу (3.1.2) следует написать в виде: (3.1.3) предположим, что скорости молекул до столкновения были    и    тогда    из треугольника скоростей имеем (рис. 2) (3.1.4) так как углы    и скорости    и    , с которыми сталкиваются молекулы, очевидно, являются независимыми случайными величинами, то среднее рис. 2 от произведения этих величин равно произведению их средних. поэтому (3.1.5) с учетом последнего равенства формулу (3.1.4) можно переписать в виде: (3.1.6) так как    cредняя квадратичная скорость пропорциональна средней скорости, (3.1.7) т. е.    .поэтому соотношение (3.1.6) можно представить так: (3.1.8) с учетом последнего выражения формула для средней длины свободного пробега приобретает вид: (3.1.9) для идеального газа    . поэтому (3.1.10) отсюда видно, что при изотермическом расширении (сжатии) средняя длина свободного пробега растет (убывает).как было отмечено во введении, эффективный диаметр молекул убывает с ростом температуры. поэтому при заданной концентрации молекул средняя длина свободного пробега увеличивается с ростом температуры. вычисление средней длины свободного пробега для азота (d = 3•10-10  м), находящегося при нормальных условиях (р = 1,01•105  па, т = 273,15 к) дает:   , а для числа столкновений за одну секунду:     . таким образом, средняя длина свободного пробега молекул при нормальных условиях составляет доли микрон, а число столкновений – несколько миллиардов в секунду. поэтому процессы выравнивания температур (теплопроводность), скоростей движения слоев газа (вязкое трение) и концентраций (диффузия) являются достаточно медленными, что подтверждается опытом.

Что-то можешь заменить или удалить, переименовать:
Предисловие

Если бы не было силы трения, мы бы всё время двигались. Гуляя, не могли бы рассмотреть ту или иную вещь. Машины не могли бы остановиться на красный свет, также как и люди. Мы не могли бы спокойно посидеть посмотреть телевизор, а ночью поспать. Точнее мы могли бы всё это делать, но при этом постоянно двигались, скользили бы как на льду.

Мир без силы трения

Однажды жила была девочка по имени Стася. Она очень любила кататься на коньках и санках. Ей очень нравился лёд и снег. Она любила зиму. В школе они проходили силу трения. Учительница объясняла:
-Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения, называется силой трения. 
И тут Стася подумала:
-Как здорово бы было, если бы не было силы трения.

После уроков Стася как обычно шла, не торопясь, домой, как вдруг - толчок, и она упала, понеслась вперёд, как по льду. Вначале ей это понравилось, но потом она увидела, что начали случаться одни аварии за другими. Машины сбивали людей и сами сталкивались. Постепенно происходили взрывы. Депутаты и все остальные думали, как это всё остановить, но никто не знал. Вскоре начали рушиться дома, затем города, затем страны. Но никто не мог Что делать? Катя поняла, что это она всё натворила. Она пожелала, что бы всё стало на свои места. Так всё и случилось. Затем, когда она пришла домой, она села за уроки. По физике им надо было прочитать параграф и написать сочинение на тему "Мир без силы трения". Девочка обрадовалась, теперь есть, что рассказать!

Эпилог

Помните, мир не может существовать без силы трения - в конце концов, мы бы все погибли.

Жизнь звезды начинается с гравитационного сжатия протозвездного облака. при этом вещество звезды уплотняется и нагревается, пока в ее недрах не начинаются термоядерные реакции. выделяющаяся в термоядерных реакция энергия увеличивает температуру и давление газа и останавливает сжатие — звезда входит в длительный стабильный период жизни, про который говорят, что она «находится на стадии главной последовательности». когда в ядре звезды истощаются запасы водорода (основного ядерного топлива), ядро сильно сжимается, а термоядерные реакции в участием водорода продолжаются в окружающем его тонком слое. при этом оболочка звезды сильно раздувается и охлаждается — наступает стадия красного гиганта.