Claro! Vamos calcular o livre caminho médio e o tempo de col...

Claro! Vamos calcular o livre caminho médio e o tempo de colisão para o hélio na câmara.

Primeiro, o livre caminho médio ($\lambda$) é dado por:

$$\lambda = \frac{k_B \cdot T}{\sqrt{2} \cdot \pi \cdot d^2 \cdot P}$$

Onde:

• $k_B = 1,38 \times 10^{-23} \, \text{J/K}$ (constante de Boltzmann)
• $T = 300 \, \text{K}$ (temperatura)
• $d = 1,0 \times 10^{-10} \, \text{m}$ (diâmetro do átomo de hélio)
• $P = 7,0 \times 10^{-11} \, \text{Pa}$ (pressão)

Substituindo os valores:

$$\lambda = \frac{1,38 \times 10^{-23} \cdot 300}{\sqrt{2} \cdot \pi \cdot (1,0 \times 10^{-10})^2 \cdot 7,0 \times 10^{-11}}$$

Agora, calculando o tempo de colisão ($\tau$):

$$\tau = \frac{\lambda}{v_{média}}$$

Onde a velocidade média ($v_{média}$) é dada por:

$$v_{média} = \sqrt{\frac{8 \cdot k_B \cdot T}{\pi \cdot m}}$$

O valor de $m$ (massa de um átomo de hélio) é aproximadamente $4,0 \times 1,66 \times 10^{-27} \, \text{kg}$.

Substituindo:

$$v_{média} = \sqrt{\frac{8 \cdot 1,38 \times 10^{-23} \cdot 300}{\pi \cdot 4,0 \times 1,66 \times 10^{-27}}}$$

Finalmente, substituímos $\lambda$ e $v_{média}$ para encontrar $\tau$ faça esse final