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Stoßfrequenz und Stoßdichte in Gasen

Stoßdichte in Gasen

Für eine chemische Reaktion von Gasteilchen 1 und 2 ist die Gesamtzahl der Stöße pro Volumen und Zeit von Bedeutung. Diese Größe hat das Symbol Z 12 und wird als Stoßdichte bezeichnet, da sie auf die Volumeneinheit bezogen ist. Die Stoßfrequenz z 12 gibt die Zahl aller Stöße eines Teilchens 1 mit den Teilchen 2 an. Folglich entsteht Z 12 durch Multiplikation von z 12 mit der Teilchendichte N 1 / V .

Stoßdichte für unterschiedliche Teilchen 1, 2
Z 12 = π d 12 2 8 k T π μ 1 / 2 N 1 V N 2 V

Die Stoßdichte gleicher Teilchen ensteht entsprechend. Die Stoßfrequenz gibt an, wie oft ein Teilchen 1 auf ein anderes Teilchen 1 pro Zeiteinheit trifft. Wird sie mit der Teilchendichte N 1 / V multipliziert, so entsteht die Stoßdichte Z 11 . Allerdings ist der Faktor 1 / 2 zu ergänzen, da sonst die 1-1-Stöße doppelt gezählt werden. Weiter ist zu berücksichtigen, dass die reduzierte Masse für gleiche Stoßpartner der Masse m durch μ = m / 2 gegeben ist. Damit resultiert insgesamt folgende Gleichung.

Stoßdichte für gleiche Teilchen 1
Z 11 = 1 2 π d 2 8 k T π m 1 / 2 N V 2
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