Libre parcours moyen
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En physique et dans la théorie cinétique des gaz, le libre parcours moyen d'une particule est la distance moyenne que parcourt une particule entre deux collisions.
Les calculs théoriques du parcours moyen sont complexes et dépendent du cas étudié. Pour une particule se déplacant à relative haute vitesse dans un milieu de particules identiques situées aléatoirement, on a :
où l est le libre parcours moyen, n la concentration des particules et σ la section efficace pour la collision. Si en revanche la distribution des vitesses dans le milieu est maxwellienne, alors :
Pour l'air à une pression de 1atm, le libre parcours moyen d'une molécule est d'environ 70nm (environ 200 fois le diamètre d'une molécule). Cela signifie qu'une de ces molécules parcourt en moyenne 70nm entre 2 collisions[1].
Voici quelques valeurs du libre parcours moyen pour l'air, à différentes pressions :
| Pression en hPa | Molécules / cm³ | Libre parcours moyen | |
|---|---|---|---|
| Pression ambiante | 1013 | 2.7*1019.. | 68 nm |
| Vide relatif | 300..1 | 1019..1016 | 0.1..100 μm |
| Vide | 1..10-3 | 1016..1013 | 0.1..100 mm |
| Vide poussé | 10-3..10-7 | 1013..109 | 10 cm..1 km |
| Vide très poussé | 10-7..10-12 | 109..104 | 1 km..105 km |
| Vide extrême | <10-12 | <104 | >105 km |
[modifier] Références
- ↑ Peter Atkins et Loretta Jones (trad. André Pousse), CHIMIE : Molécules, matière, métamorphoses, de boeck, États-Unis d'Amérique (trad. Bruxelles), 3e éd. à la page 166 (Chapitre 5. Les propriétés des gaz)
