Разлика между средния свободен път и налягането

Ключова разлика - среден свободен път срещу налягане

Средният свободен път е средното разстояние, изминато от движеща се молекула, докато се сблъскате с други молекули. Следователно, тя се измерва с мерни единици на дължина. Средната свободна пътека се определя, като се използва средната скорост на молекулата, а честотата на сблъсък, тъй като определянето на средната свободна пътека с помощта на разстоянията е трудно. Натискът е научен термин, който често се използва. Това е перпендикулярната сила, приложена върху единичната повърхност. Ключовата разлика между средния свободен път и налягането е тази средния свободен път е измерено като разстояние в метри, докато налягането се измерва с единица SI Pascals (Pa).

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е среден свободен път
3. Какво е налягане
4. Паралелно сравнение - среден свободен път срещу налягане в таблична форма
6. Резюме

Какво е среден свободен път?

Средният свободен път е средното разстояние, изминато от движеща се частица (атом, молекула или йон) между сблъсъците (последователни въздействия). Тези сблъсъци променят посоката или енергията на движещите се частици. Този термин се нарича среден свободен път, защото се изчислява като средна стойност. Средната свободна пътека може да бъде оценена с помощта на кинетична теория. Кинетичната теория гласи, че газовите молекули са в постоянно произволно движение с чести сблъсъци помежду си. Средната свободна пътека се обозначава със символа “λ”. Нека да разгледаме пример, за да разберем какво означава свободен път.

Фигура 1: Движение на газова молекула при сблъсъци между газовата молекула и стената на контейнера.

Изчисляване на средния свободен път

Средният свободен път на молекулата на газ в горното изображение е даден по-долу.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Този вид изчисление обаче не е възможен, тъй като разстоянията между всеки сблъсък не могат да бъдат определени лесно. Следователно, средният свободен път се изчислява по следния начин.

λ = c / Z

Тук c е средната скорост на молекулата на газ и Z е честотата на сблъсък. Честотата на сблъсък е скоростта, с която две молекули се сблъскват една с друга. Следователно, тя е равна на 1 / t (t е средното време между сблъсъците). Тогава горното уравнение може да се пренареди по следния начин.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Какво е налягане?

Налягането е научен термин, използван за назоваване на силата, приложена перпендикулярно на единичната повърхност. Когато се разглежда течност, налягането е напрежението в точка в рамките на течност. SI единицата за измерване на налягането е Pascal (Pa). Налягането се обозначава със символа „P“. Има обаче няколко общи единици, използвани за измерване на налягането. Пример: N / m² (Нютон на квадратен метър), psi (силата на лирата на квадратен инч), атм (атмосфера), 1/760 от атм е наречен като един тор.

Фигура 2: Налягането е перпендикулярната сила, приложена върху повърхност, разделена на повърхността, върху която се упражнява силата.

Уравнение за изчисляване на налягането

Налягането може да се изчисли с помощта на следното уравнение:

P = - (F / A)

Където p е налягането, F е величината на силата, прилагана върху площ от A. Има няколко типа налягане.

Налягане на течността - силата на натиск върху точка в течността.
Експлозивно налягане - налягането в резултат на запалване на експлозивни газове.
Отрицателно налягане - има определени условия, при които налягането става отрицателно. Например: когато междумолекулните сили между молекулите на течността надвишават отблъскващите сили (което се създава поради топлинно движение).
Налягане на идеален газ - налягането на идеалния газ се изчислява, като се използва P = nRT / V (при което P е налягането, n е количеството на веществото, R е универсалната постоянна газ, V е обемът и T е температурата на газа).
Парно налягане - налягането на парите, които са във връзка с неговата течна фаза в затворена термодинамична система.

Каква е разликата между средния свободен път и налягането?

Средна свободна пътека срещу налягане
Средният свободен път е средното разстояние, изминато от движеща се частица (атом, молекула или йон) между сблъсъците (последователни въздействия).	Налягането е научен термин, използван за назоваване на силата, приложена перпендикулярно на единичната повърхност.
Единица за измерване
Средният свободен път се измерва като разстояние в метри (често се използва като микрометри - μm).	Налягането се измерва с единица SI Паскали (Pa).
теория
Средният свободен път е разстоянието, изминато от движеща се частица.	Налягането е силата, приложена върху единица площ (перпендикулярно).

Обобщение - Среден свободен път срещу налягане

Средният свободен път е средната стойност на изминатите разстояния от молекула между сблъсъците по време на движение. Налягането е силата, приложена върху единичната повърхност в перпендикулярна посока. Ключовата разлика между средния свободен път и налягането е, че средният свободен път се измерва като разстояние в метри, докато налягането се измерва с единица SI Pascals (Pa).

справка:

1. "Средна свободна пътека." Химия LibreTexts, Libretexts, 21 юли 2016 г., налични тук.
2. "Средна свободна пътека." Уикипедия, Фондация Уикимедия, 28 февруари 2018 г., достъпна тук.
3. „Средна свободна пътека“. Среден свободен път, молекулярни сблъсъци, налични тук.

С любезност на изображенията:

1. "Зона на натиск" от Клаус-Дитер Келер - Собствена работа (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia Commons

Наука и природа