二元碰撞假設

二元碰撞假設，這一假設包含兩方面的內容，一是指氣體分子間的碰撞是瞬時事件；二是指僅考慮兩個分子間的碰撞。忽略多個分子之間的碰撞。

基本介紹

• 中文名：二元碰撞假設
• 簡介：指氣體分子間的碰撞是瞬時事件
• 形式：這種相互作用的勢能迅速下降
• 組成：氣體是由大數目的分子

簡介

二元碰撞假設

其他信息

這一假設包含兩方面的內容，一是指氣體分子間的碰撞是瞬時事件；二是指僅考慮兩個分子間的碰撞。忽略多個分子之間的碰撞。事實上，在稀薄氣體動力學中，通常認為氣體是由大數目的分子組成的，分子間的距離比起分子自身維度來說是大的。由於分子之間相隔很大，分子之間的遠程力，即相互吸引或排斥的力在絕大多數時間裡是非常微弱的，可以認為若且唯若它們相碰撞時才考慮存在這種相互作用。而且這種表現為勢能的相互作用的時間平均值遠小於它們之間動能的相互作用的時間平均值。因此在二元碰撞中，分子之間的相互作用勢僅僅表現為對碰撞分子運動軌跡及其所具有的動能發生作用，而不直接參加能量交換。事實上，在常溫下，氣體分子的平均熱運動速度是與聲速同一量級，因此分子走過分子間勢能作用達到的距離所需要的時間遠小於同一個分子接連發生兩次碰撞的平均時間，因而可以假設氣體分子間的碰撞是在瞬間完成的。也正是由於此一事實，在稀薄氣體動力學中，還認為分子的碰撞是在瞬時完成的。也正是由於此一事實，在稀薄氣體動力學中，還認為分子的運動可以由經典的牛頓力學定律來描述在研究氣體分子間碰撞時，僅須考慮。兩個分子之間的二元碰撞，而由於多個分子之間的碰撞幾率遠比二元碰撞幾率小，可被忽略。由於氣體分子的特徵維度比起分子間的間隔小得多，氣體分子所占據的物理空間體積可略去不計。研究表明，在氣體中，分子在與別的相距大的分子之間確實存在微小的吸引勢能，而與別的相距極小的分子之間存在著排斥勢能。但是當氣體密度減小時，這種相互作用的勢能迅速下降。