平均自由程(mean free path),气体分子在相继两次碰撞之间通过的路径的平均值。采用刚球分子模型,利用麦克斯韦分布,得出平均自由程为
式中d是分子刚球的直径;n是分子数密度。把理想气体状态方程p=nkT代入,得
表明与气体绝对温度T成正比,与压强p成反比。与平均速率,平均碰撞频率的关系是在常温常压下,的数量级分别是10-8米、102米/秒、1010秒-1。上述概念、公式、数据的建立和得出,标志着对气体分子热运动及分子间碰撞的确切描述和定量认识,为气体动理论特别是气体输运现象微观理论的建立奠定了基础。