Разница между средней длиной пути и давлением

Ключевая разница - средняя длина пробега против давления

Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, пройденное движущейся молекулой при столкновении с другими молекулами. Следовательно, оно измеряется единицами измерения длины. Длина свободного пробега определяется с использованием средней скорости молекулы, а частота столкновений с тех пор, как определить длину свободного пробега с использованием расстояний, затруднительно. Давление - это научный термин, который часто используется. Это перпендикулярная сила, действующая на единицу площади поверхности. Основное различие между средней длиной пробега и давлением заключается в том, что значит свободный путь измеряется как расстояние в метрах, тогда как давление измеряется в единицах СИ Паскали (Па).

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое свободный путь?
3. Что такое давление
4. Сравнение бок о бок - средняя длина пробега против давления в табличной форме
6. Резюме

Что означает «Свободный путь»?

Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, пройденное движущейся частицей (атомом, молекулой или ионом) между столкновениями (последовательными ударами). Эти столкновения изменяют направление или энергию движущихся частиц. Этот термин называется «средний свободный путь», поскольку он рассчитывается как среднее значение. Средняя длина свободного пробега может быть оценена с использованием кинетической теории. Кинетическая теория утверждает, что молекулы газа находятся в постоянном случайном движении с частыми столкновениями друг с другом. Длина свободного пробега обозначена символом «λ». Давайте рассмотрим пример, чтобы понять, что означает свободный путь.

Рисунок 1: Движение молекулы газа при столкновении молекулы газа со стенкой контейнера..

Расчет среднего свободного пути

Длина свободного пробега молекулы газа на изображении выше представлена ниже.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Однако этот тип расчета невозможен, поскольку расстояния между каждым столкновением не могут быть легко определены. Следовательно, длина свободного пробега рассчитывается следующим образом.

λ = c / Z

Здесь c - средняя скорость молекулы газа, а Z - частота столкновений. Частота столкновений - это скорость, с которой две молекулы сталкиваются друг с другом. Следовательно, оно равно 1 / t (t - среднее время между столкновениями). Тогда приведенное выше уравнение можно переставить следующим образом.

λ = c / (1 / т)

λ = c t

Что такое давление?

Давление - это научный термин, используемый для обозначения силы, приложенной перпендикулярно площади поверхности устройства. Когда рассматривается жидкость, давление - это напряжение в точке внутри жидкости. Единицей измерения давления СИ является Паскаль (Па). Давление обозначается символом «P». Тем не менее, есть несколько общих единиц измерения давления. Пример: Н / м² (Ньютон на квадратный метр), фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм), атм (атмосфера), 1/760 атм называют одним торр.

Рисунок 2: Давление - это перпендикулярная сила, приложенная к поверхности, деленная на площадь поверхности, на которую действует сила.

Уравнение для расчета давления

Давление может быть рассчитано с использованием следующего уравнения:

P = - (F / A)

Где p - давление, F - величина силы, действующей на область A. Существует несколько типов давления..

Давление жидкости - сжимающая сила в точке внутри жидкости.
Давление взрыва - давление, вызванное воспламенением взрывоопасных газов.
Отрицательное давление - Есть определенные условия, когда давление становится отрицательным. Пример: когда межмолекулярные силы между молекулами жидкости превышают силы отталкивания (которые создаются за счет теплового движения).
Давление идеального газа - давление идеального газа рассчитывается по формуле P = nRT / V (где P - давление, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, V - объем, а T - температура газа)..
Давление газа - давление пара, соприкасающегося с его жидкой фазой в замкнутой термодинамической системе.

В чем разница между средним свободным путем и давлением?

Средний свободный путь против давления
Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, пройденное движущейся частицей (атомом, молекулой или ионом) между столкновениями (последовательные удары)..	Давление - это научный термин, используемый для обозначения силы, приложенной перпендикулярно площади поверхности устройства..
Единица измерения
Средняя длина пробега измеряется как расстояние в метрах (часто используется как микрометры - мкм).	Давление измеряется в единицах СИ Паскаль (Па).
теория
Средний свободный путь - это расстояние, пройденное движущейся частицей..	Давление - это сила, действующая на единицу площади (перпендикулярно).

Резюме - Средний свободный путь против давления

Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, пройденное молекулой между столкновениями во время движения. Давление - это сила, действующая на единицу площади поверхности в перпендикулярном направлении. Основное различие между средней длиной свободного пробега и давлением заключается в том, что средняя длина свободного пробега измеряется как расстояние в метрах, тогда как давление измеряется в единицах СИ Паскали (Па).

Ссылка:

1. «Средний свободный путь». Химия LibreTexts, Libretexts, 21 июля 2016 года, доступно здесь.
2. «Средний свободный путь». Википедия, Фонд Викимедиа, 28 февраля 2018 г., доступно здесь.
3. «Средний свободный путь». Mean Free Path, молекулярные столкновения, доступные здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Область силы давления». Клаус-Дитер Келлер - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia

Наука и природа