平均自由行程・空気の密度の計算
気体の温度・圧力と、分子の直径を入れると、分子が次にほかの分子とぶつかるまでに進む平均の距離（平均自由行程）を計算します。空気の密度も、理想気体の状態方程式から計算できます。
℃
Pa
1気圧は約101325Paです
くわしい条件を変える（なくても計算できます）
m
目安の値です（空気（窒素・酸素）のおおよその直径）。正確な値は資料で確認してください
g/mol
目安の値です（乾いた空気のおおよそのモル質量）。正確な値は資料で確認してください
計算方法
平均自由行程 λ ＝ kB × T ÷（√2 × π × d² × P）（kBはボルツマン定数、Tは絶対温度、dは分子の直径、Pは圧力）
例：温度15℃（288.15K）・圧力1気圧（101325Pa）・分子の直径3.7×10⁻¹⁰mなら、平均自由行程はおよそ65nmです。
空気（気体）の密度 理想気体の状態方程式 PV＝nRT から、密度 ρ ＝ P × M ÷（R × T）（Mはモル質量、Rは気体定数）で求められます。
平均自由行程は、気体の分子が飛びまわる中で、次にほかの分子にぶつかるまでに進む距離の平均です。圧力が高い（分子が混みあっている）ほど、また分子が大きいほど、平均自由行程は短くなります。
出典：ボルツマン定数・気体定数（SI基本定数、NIST）、平均自由行程の定義式（気体分子運動論の基本公式）、理想気体の状態方程式から導かれる気体の密度の式
PR
よくある質問
平均自由行程とは？
気体の分子が、次にほかの分子とぶつかるまでに飛ぶ距離の平均です。
圧力が高いと平均自由行程はどうなる？
短くなります。分子どうしの間隔がせまくなり、すぐにぶつかるようになるためです。
温度が高いと平均自由行程はどうなる？
同じ圧力なら、温度が高いほど分子の間隔が広がるため、平均自由行程は長くなります。
分子の直径はどこで調べる？
物理化学の教科書や資料に、気体の種類ごとの目安の値がのっています。このツールの既定値は空気のおおよその値です。
空気の密度はなぜ1.29kg/m³くらいなの？
0℃・1気圧という、よく使われる基準の条件での値だからです。温度や圧力が変わると密度も変わります。