1. Διάχυση διδιάστατου αερίου από οπή

Ένα ορθογώνιο κουτί χωρίζεται σε δύο μέρη με διαχωριστικό πέτασμα. Στο αριστερό μέρος εγκλωβίζουμε μόρια που περιορίζονται να κινούνται σε δύο διαστάσεις σύμφωνα με τους νόμους της μηχανικής και τη θεωρία των ιδανικών αερίων.
Όταν το πέτασμα δεν επιτρέπει τη διάχυση του αερίου από το ένα μέρος στο άλλο μπορείτε να μελετήσετε την πίεση και τον τρόπο που αυτή δημιουργείται.
Αν ανοίξετε μια οπή στο διαχωριστικό πέτασμα μπορείτε να μελετήσετε τη διάχυση του αερίου από το ένα μέρος στο άλλο. Επιβεβαιώστε ότι υπάρχει τελική κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας με την ίδια πίεση στα δύο μέρη. Μελετήστε την ταχύτητα του φαινομένου της διάχυνσης σε συνάρτηση με το μέγεθος της οπής.

2. Αδιαβατική μεταβολή διδιάστατου αερίου

Διδιάστατο αέριο εγκλωβίζεται μέσα σε ένα ορθογώνιο κουτί, του οποίου η μία πλευρά είναι ομαλά κινούμενο πιστόνι. Η συμπεριφορά των μορίων είναι συμβατή με τους νόμους της μηχανικής και τη θεωρία των ιδανικών αερίων. Όταν το αέριο συμπιέζεται ζεσταίνεται ενώ όταν εκτονώνεται κρυώνει.
Κατά την αδιαβατική μεταβολή η απόλυτη θερμοκρασία του αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη της επιφάνειας του κουτιού και η πίεσή του είναι ανάλογη με το τετράγωνο της θερμοκρασίας του.

3. Κίνηση Brown σε δύο διαστάσεις

Ένα, αρχικά ακίνητο, μεγαλομόριο σκόνης βρίσκεται ανάμεσα σε πολλά άτομα αερίου. Το σύστημα είναι εγκλωβισμένο μέσα σε ένα τετράγωνο, τα πάντα περιορίζονται σε κινήσεις μέσα σε αυτό και ισχύουν οι νόμοι της μηχανικής και της κινητικής θεωρίας των ιδανικών αερίων.
Τα άτομα ανταλλάσσουν ενέργεια με το μόριο σκόνης μέσα από ελαστικές κρούσεις.
Μετά από αρκετό χρόνο και μερικές χιλιάδες κρούσεις των ατόμων με το μόριο σκόνης, η μέση κινητική ενέργεια του μορίου σκόνης εξισώνεται με τη μέση κινητική ενέργεια των ατόμων.

4. Μέση ελεύθερη διαδρομή σε δύο διαστάσεις

Η κίνηση ενός σημείου σε 2 διαστάσεις (επίπεδο) μεταξύ όμοιων ακίνητων κυκλικών δίσκων, προσομοιάζει την κίνηση ενός ελεύθερου ηλεκτρονίου μέσα σε μεταλλικό πλέγμα. Βέβαια η κίνηση του ηλεκτρονίου γίνεται στο χώρο και τα ιόντα του πλέγματος βρίσκονται σε συνεχή ταλαντωτική κίνηση. Εν τούτοις, η προσομοίωση δημιουργεί  σωστή αίσθηση του φαινόμενου.

Τρέξτε τα αυτοματοποιημένα πειράματα για να απαντήσετε στα ερωτήματα:

• δεδομένης ακτίνας δίσκων και ταχύτητας σημείου ποια είναι η μέση ελεύθερη διαδρομή; (εισαγωγή στη μέση τιμή και το σφάλμα της)

• Πώς εξαρτάται η μέση ελεύθερη διαδρομή από την ακτίνα των δίσκων και πώς από την ταχύτητα του σημείου;