在室溫下，將空氣視為理想氣體可以估算每一個氣體的平均運動速率，由

空氣的分子量以 28.96g，一莫耳氣體有6.02×10²³個分子。因此可算出

m=28.96×10^-3/6.02×10²³ = 4.81×10^-26 kg

又 k=1.38×10^-23 J/K 另取 T=293K

帶入計算可得氣體分子的平均速率約為 500m/s=1800 km/hr。

好快的速率！可是為什麼打開香水瓶後，要一段時間後才會四處散開呢？

一個房間不過數公尺長，以 500m/s 的速率，不消 0.01秒應該已經能佈滿房間了！

可是卻需要更長的時間。為什麼呢？

你曾想過一立方公分內約有多少空氣分子嗎？

一莫耳氣體於20℃時，體積約為 24升。包含6.02×10²³個分子。

因此一立方公分的分子數為 6.02×10²³/24×10³ = 2.5×10¹⁹個。

想想看！一小塊區域內有這麼多的氣體分子密度，難怪氣體分子跑不遠！

假想氣體分子為 半徑 r=1 埃的硬球，則只要

另一個分子在 D=2 埃半徑內，兩分子便會碰撞。

以速率 v 運動 dt 秒時，在 v*dt *πd²範圍內的分子都有機率會被撞到。

分子的密度為 n，則 平均碰撞時間 τ= dt/(n* v*dt *πD²)=1/ (n* v *πD²)

平均碰撞距離為 d=1/ (n* πD²)。

以室溫下的空氣，代入數值可得

τ= 6.3×10^-10秒，d =3.210^-7m = 3200A^o 比可見光波長還短。

氣體碰撞後的速度方向可視為隨機分佈。

因此個別分子的軌跡猶如醉漢走路或稱布朗運動。

本 Java 程式包含三種狀況：由 右上端 選項決定

1. diffusion

中央黃色小區域代表香水瓶口。

綠色圓圈代表氣體分子的平均半徑 | r |（| r |² = 0.75 N d²）。

其中 N為碰撞次數。( < r²> = N d² )

2. one box

和上一情形類似，但氣體被限制於正方形盒內。

3. two boxs

此時有兩個方格，於中央綠色開關點一下滑鼠會改變開關狀態。

會顯示兩方格內的粒子數。

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程式上端可輸入 粒子數，平均碰撞距離。按 Reset 後重新開始。

勾選 show 會顯示單獨一粒子的軌跡。

於程式區域內，按下滑鼠左鍵會暫停動畫，放開滑鼠後會繼續。

若按下滑鼠右鍵會也會暫停動畫，但須再按一次右鍵動畫才會繼續。

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