■ページ ID = 062300

■ページタイトル 「平均自由行程[sim]」

■ページサムネール

■ページ種別 = トライさせるページ

■ページ表現形式 = シミュレーション

■ページのねらいおよび解説 　　　 一つの気体粒子に軌跡を表示して一つの気体粒子の状態(速度など)に注目することで、平均自由行程を考える。 気体分子が他の気体分子に1度衝突してから次に衝突するまでの飛行距離を「自由行程」といい、自由行程の平均値を「平均自由行程」という。 それぞれの分子の速さは同じではないが、分子の数が非常に多いので、その平均値は変わらない。気体分子の運動エネルギーの平均は絶対温度に比例する。 ※アルゴンの平均自由行程：630オングストローム(300K)について 気体の圧力をp 、温度をT 、気体の直径をdとすると、平均自由行程Lは、 L=kT /(√2・p πd 2) ここで、k はボルツマン定数 k =1.380×10 -23 アルゴンの分子の直径を d=3.82×10 -10m (出典：理科年表) 一気圧 p =101300Pa 27℃ T =300K これで計算すると、 L=630×10 -10m となる。

■操作方法 ：初期状態に戻す。 ：粒子の軌跡の表示/非表示を切り替える。 ：一つの粒子をマークする。 ：一時停止する。 ：温度を上げる。 ：温度を下げる。 ：詳細設定パネルを開く。 詳細設定パネルの使い方

■シミュレーション機能の仕様解説 「平均自由行程」では、実在気体中のひとつの粒子の振る舞いに注目して、他の粒子と衝突しながら飛び回る様子を観察することができる。 表示される軌跡のうち、赤く表示された個所は他の粒子との衝突があった場所を意味し、画面右上の経過時間や移動距離の値が更新される。2回前から7回前までの衝突間の移動距離が順次下の欄に表示される。