Diferența dintre calea medie liberă și presiunea

Diferența cheie - Calea liberă medie vs. presiunea

Calea liberă medie este distanța medie parcursă de o moleculă în mișcare, în timp ce se colizează cu alte molecule. Prin urmare, se măsoară prin unități de măsură a lungimii. Calea liberă medie se determină utilizând viteza medie a unei molecule și frecvența de coliziune de la determinarea traiectoriei medii libere pe distanțe este dificilă. Presiunea este un termen științific care este adesea folosit. Este forța perpendiculară aplicată pe o suprafață a unității. Diferența cheie între calea liberă și presiunea medie este aceea înseamnă cale liberă este măsurată ca o distanță în metri, în timp ce presiunea este măsurată prin unitatea SI Pascals (Pa).

CUPRINS

1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Calea liberă medie
3. Ce este Presiunea
4. Comparație comparativă - Cale liberă vs. presiune medie în formă tabulară
6. rezumat

Ce este Calea liberă medie?

Calea liberă medie este distanța medie parcursă de o particulă în mișcare (un atom, moleculă sau ion) între coliziuni (impacturi succesive). Aceste coliziuni modifică direcția sau energia particulelor în mișcare. Acest termen este numit calea liberă, deoarece este calculată ca o valoare medie. Calea liberă medie poate fi estimată folosind teoria cinetică. Teoria cinetică afirmă că moleculele de gaz sunt în mișcare aleatorie constantă, cu ciocniri frecvente unele cu altele. Calea liberă medie este notată cu simbolul "λ". Să considerăm un exemplu pentru a înțelege ce înseamnă cale liberă.

Figura 1: Propunerea unei molecule de gaze cu coliziuni între molecula de gaz și peretele recipientului.

Calcularea medie a drumului liber

Calea liberă medie a moleculei de gaz din imaginea de mai sus este dată ca mai jos.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Cu toate acestea, acest tip de calcul nu este posibil deoarece distanțele dintre fiecare coliziune nu pot fi determinate cu ușurință. Prin urmare, calea medie liberă se calculează după cum urmează.

λ = c / Z

Aici, c este viteza medie a unei molecule de gaz și Z este frecvența de coliziune. Frecvența coliziunii este rata la care două molecule se ciocnesc una cu cealaltă. Prin urmare, este egal cu 1 / t (t este timpul mediu între coliziuni). Apoi ecuația de mai sus poate fi rearanjată după cum urmează.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Ce este Presiunea?

Presiunea este un termen științific folosit pentru a desemna forța aplicată perpendicular pe suprafața unității. Când se ia în considerare un fluid, presiunea este tensiunea la un punct din interiorul unui fluid. Unitatea SI de măsurare a presiunii este Pascal (Pa). Presiunea este marcată cu simbolul "P". Cu toate acestea, există câteva unități comune utilizate pentru măsurarea presiunii. Ex: N / m² (Newton pe metru pătrat), psi (forța de pound per inch pătrat), atm (atmosferă), 1/760 de atm este numit ca un torr.

Figura 2: Presiunea este forța perpendiculară aplicată pe o suprafață împărțită la suprafața pe care se exercită forța.

Ecuația pentru calculul presiunii

Presiunea poate fi calculată folosind următoarea ecuație:

P = - (F / A)

Unde p este presiunea, F este magnitudinea forței aplicată pe o zonă de A. Există mai multe tipuri de presiune.

Presiunea lichidului - forța de compresie pe un punct în interiorul unui fluid.
Presiunea de explozie - presiunea rezultată de aprinderea gazelor explozive.
Presiune negativa - există anumite condiții în care presiunea devine negativă. Ex: atunci când forțele intermoleculare dintre moleculele de fluid depășesc forțele repulsive (care sunt create datorită mișcării termice).
Presiunea unui gaz ideal - presiunea unui gaz ideal este calculată folosind P = nRT / V (în care P este presiunea, n este cantitatea de substanță, R este constanta gazului universal, V este volumul și T este temperatura gazului).
Presiunea de vapori - presiunea vaporilor care intră în contact cu faza lichidă într-un sistem termodinamic închis.

Care este diferența dintre calea liberă și presiunea medie?

Calea medie liberă vs. presiune
Calea liberă medie este distanța medie parcursă de o particulă în mișcare (un atom, moleculă sau ion) între coliziuni (impacturi succesive).	Presiunea este un termen științific folosit pentru a desemna forța aplicată perpendicular pe suprafața unității.
Unitate de măsură
Calea liberă medie este măsurată ca o distanță în metri (adesea folosită ca micrometri - μm).	Presiunea este măsurată prin unitatea SI Pascals (Pa).
Teorie
Calea liberă medie este distanța parcursă de o particulă în mișcare.	Presiunea este forța aplicată pe o zonă a unității (perpendicular).

Rezumat - Calea liberă medie vs. presiune

Calea liberă medie este media distanțelor parcurse de o moleculă între coliziuni în timpul mișcării. Presiunea este forța aplicată pe o suprafață a unității într-o direcție perpendiculară. Diferența cheie între traiectoria liberă și presiunea medie este că traiectoria medie liberă este măsurată ca o distanță în metri, în timp ce presiunea este măsurată prin unitatea SI Pascals (Pa).

Referinţă:

1. "Cale liberă medie". LibreTexts Chemistry, Libretexts, 21 iulie 2016, Disponibil aici.
2. "Cale liberă medie". Wikipedia, Fundația Wikimedia, 28 februarie 2018, Disponibil aici.
3. "Cale liberă medie". Cale liberă medie, coliziuni moleculare, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Zona forței de presiune" de Klaus-Dieter Keller - Lucrare proprie (CC BY-SA 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia

Chimie Fizica