Vidutinis laisvas kelias yra vidutinis ilgis, kurį dalelė gali nukeliauti aplinkoje, kol susidurs, sugers arba reaguodama su kita dalele. Šis terminas dažnai naudojamas aptarti dujų elgseną, bet taip pat buvo taikomas garso ir šviesos srityse. Galima būtų apskaičiuoti vidutinį laisvą žaidėjo kelią futbolo žaidime. Santykinai deguonies molekulė prieš susidūrimą nukeliauja oru daug toliau nei futbolininkas.
Dujos yra materijos būsena arba būsena, kai molekulės taip laisvai traukia viena kitą, kad jos laisvai teka ir užims visą talpyklos tūrį. Dujų tūris yra talpyklos tūris. Dujos lengvai suspaudžiamos, plečiasi ir maišosi. Dujos dažnai yra nematomos dėl mažos medžiagų koncentracijos tūrio vienete arba, kitaip tariant, ilgo vidutinio laisvo jų molekulių kelio.
Chemijoje vidutinio laisvojo kelio skaičiavimai yra naudingi tiriant dujų reakcijos elgseną. Kelio vertė būtinai yra modelių rezultatas, nes nėra galimybės išmatuoti ar sekti vienos molekulės. Mokslininkai žiūri į stebimus parametrus, tokius kaip tūris, temperatūra ir slėgis, taip pat molekulių dydis dujose ir dujų koncentracija, kad modeliuotų dujų molekulės elgseną ir gautų apskaičiuotas vertes.
Oro molekulės, kurių standartinės sąlygos yra 1 atmosfera (14.7 svaro kvadratiniame colyje), 0°C (32°F) ir nurodytas molekulinis skersmuo 0.3 nanometrai, nm (1.2 x 10-8 coliai), turi apskaičiuotas vidutinis laisvas kelias 93 nm (3.6 x 10-6 colių). Vidutinis molekulinis atskyrimas skaičiuojamas esant 3.3 nm (1.3 x 10-7 colių). Jei futbolininkai būtų vikrūs kaip atomai, jų vidutinis laisvas kelias būtų apie 800 pėdų (244 metrai), remiantis amerikietiškojo futbolo aikštėje. Žinoma, futbolo žaidėjai nėra tolygiai pasiskirstę aikštėje, kaip ir dujų molekulės aptvaroje.
Atliekant garso tyrimus, vidutinis laisvas kelias reiškia vidutinį atstumą, kurį garso spindulys nukeliauja prieš atsispindėdamas nuo kliūties. Šis skaičiavimas svarbus akustikoje ir priklauso nuo patalpos tūrio bei bendro patalpos sienų, lubų ir grindų paviršiaus ploto. Akustiniai tyrimai, nors ir sudėtingi, yra kiekybiškai įvertinami, nes garso bangų greitį galima tiksliai išmatuoti įvairiomis sąlygomis.
Šviesos sklaidos per dujas ar skysčius tyrimuose naudojami sklaidos vidurkio laisvojo kelio skaičiavimai. Jie apibrėžiami kaip vidutinis fotono nuvažiuotas atstumas, kol įvyksta sklaidos įvykis dėl susidūrimo arba fotono sugerties. Skaičiavimai gali būti naudojami norint nustatyti vandens drumstumą ir įvairių tirpalų koncentracijas. Arbatos gėrėjai stebi laisvą vidutinį sklaidos kelią, kad nustatytų, ar jų arbata pakankamai užplikyta.