સરેરાશ મુક્ત પથ (mean free path) એટલે શું?

વાયુની સંખ્યા ઘનતા (number density) સાથે સરેરાશ મુક્ત પથ (mean free path) કેવી રીતે બદલાય છે?

એક વાયુ માટે અવસ્થા $A$ માં $C_p - C_v = 1.00 R$ અને બીજી અવસ્થા $B$ માં $C_p - C_v = 1.06 R$ છે. જો $P_A$ અને $P_B$ એ દબાણ દર્શાવે છે અને $T_A$ અને $T_B$ એ બે અવસ્થાઓમાં તાપમાન દર્શાવે છે,તો:

નીચેનામાંથી કઈ પરિસ્થિતિમાં વાસ્તવિક વાયુ $PV = RT$ ના નિયમનું સૌથી વધુ પાલન કરે છે?

બે સમાન ચેમ્બર છે,જે આસપાસના વાતાવરણથી સંપૂર્ણપણે ઉષ્મીય રીતે અલગ છે. બંને ચેમ્બરમાં એક વિભાજન દીવાલ છે જે ચેમ્બરને બે ભાગમાં વહેંચે છે. કમ્પાર્ટમેન્ટ $1$ આદર્શ વાયુથી ભરેલું છે અને કમ્પાર્ટમેન્ટ $3$ વાસ્તવિક વાયુથી ભરેલું છે. કમ્પાર્ટમેન્ટ $2$ અને $4$ શૂન્યાવકાશ છે. વિભાજન દીવાલોમાં એક નાનું છિદ્ર (ઓરિફિસ) બનાવવામાં આવે છે અને વાયુઓને શૂન્યાવકાશમાં વિસ્તરણ કરવા દેવામાં આવે છે.
વિધાન $-1$: જ્યારે આદર્શ વાયુ શૂન્યાવકાશમાં વિસ્તરણ પામે છે ત્યારે વાયુના તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી. જો કે,જ્યારે વાસ્તવિક વાયુ શૂન્યાવકાશમાં વિસ્તરણ પામે છે ત્યારે તેનું તાપમાન ઘટે છે (ઠંડક).
વિધાન $-2$: આદર્શ વાયુની આંતરિક ઉર્જા માત્ર ગતિજ હોય છે. વાસ્તવિક વાયુની આંતરિક ઉર્જા ગતિજ તેમજ સ્થિતિજ હોય છે.

વિધાન-$1$: વાસ્તવિક વાયુ નીચા દબાણે અને ઊંચા તાપમાને આદર્શ વાયુ જેવું વર્તન કરે છે.
વિધાન-$2$: નીચા દબાણે,વાયુની ઘનતા ખૂબ જ ઓછી હોય છે.