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mittlere freie WeglängeZoomA-Z

Fachgebiet - Physikalische Chemie

Als mittlere freie Weglänge λ wird die Strecke bezeichnet, die ein Teilchen in einem Gas durchschnittlich zurücklegt, bevor es mit einem anderen Teilchen zusammenstößt. Sie ist bei Gasen mit gleichen Teilchen:

λ=12πd2N/V2=statistischer Faktorπd2=StoßquerschnittNV=Teilchendichte

Der Stoßquerschnitt von zwei Gasteilchen ist allgemein:

d=d12=π(d12+d22)2d1d2=Durchmesser Teilchen

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Stoßfrequenz und Stoßdichte in GasenLevel 260 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Stoßfrequenz und Stoßdichte in Gasen sind grundlegend für die Berechnung der mittleren freien Weglänge der Gasteilchen, der Geschwindigkeit bimolekularer Gasreaktionen und der Stoffparameter bei Transportphänomenen. Die Lerneinheit zeigt auf, wie beide Größen mittels Stoßquerschnitt, Stoßzylinder und Stoßachse auf die Zahl, Masse und Größe der Gasteilchen zurückgeführt werden können. Eine Besonderheit ist die detaillierte Herleitung der mittleren Relativgeschwindigkeit der Teilchen, die den Abschluss der Lerneinheit bildet und deutlich höhere Vorkenntnisse des Lesers verlangt als alle vorangehenden Abschnitte der Lerneinheit.

Maxwell'sche GeschwindigkeitsverteilungLevel 140 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Herleitung, Eigenschaften und experimentelle Bestimmung der Maxwell'schen Geschwindigkeitsverteilung

Kinetisches Modell eines GasesLevel 115 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Ein theoretischer Ansatz auf der Basis der klassischen Mechanik wird vorgestellt: Ausgehend von der Zahl, Masse und Größe der Teilchen sowie der zwischen ihnen herrschenden Kräfte dient das kinetische Gasmodell der Berechnung von makroskopischen Größen wie Temperatur, Druck und Stoffparametern, z.B. des Diffusionskoeffizientens. Die Lerneinheit beschreibt das Modell und vermittelt per Animationen den qualitativen Zusammenhang zwischen Mikro- und Makrosicht eines Gases.

EffusionLevel 120 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Mit Hilfe der Gastheorie lässt sich die Effusionsgeschwindigkeit berechnen.

Mittlere freie Weglänge von GasteilchenLevel 115 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Gegenstand der Lerneinheit ist die mittlere freie Weglänge von Gasteilchen und ihre Herleitung auf der Basis der Durchmesser und mittleren Schnelligkeit der Teilchen. Ihre Bedeutung beim Aufbau von Hochvakuumanlagen wird diskutiert.