Forskjellen mellom gjennomsnittlig fri bane og trykk

Nøkkelforskjell - Gjennomsnittlig fri vei mot trykk

Gjennomsnittlig frivei er den gjennomsnittlige avstanden som er reist av et bevegelige molekyl mens det kolliderer med andre molekyler. Derfor måles den av måleenheter av lengde. Den gjennomsnittlige friveien bestemmes ved å bruke gjennomsnittshastigheten til et molekyl, og kollisionsfrekvensen siden å bestemme den gjennomsnittlige frie banen ved hjelp av avstandene er vanskelig. Trykk er et vitenskapelig begrep som ofte brukes. Det er den vinkelrette kraften som påføres på et overflateareal. Hovedforskjellen mellom gjennomsnittlig fri bane og trykk er det mener gratis sti er målt som avstand i meter mens trykk måles av SI-enheten Pascals (Pa).

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Mean Free Path
3. Hva er Pressure
4. Side ved side-sammenligning - Gjennomsnittlig fri vei mot trykk i tabellform
6. Sammendrag

Hva er Mean Free Path?

Den gjennomsnittlige friveien er den gjennomsnittlige avstanden som er reist av en bevegelig partikkel (et atom, molekyl eller ion) mellom kollisjoner (påfølgende virkninger). Disse kollisjonene modifiserer retningen eller energien i bevegelige partikler. Denne termen kalles gjennomsnittlig fri bane fordi den er beregnet som en gjennomsnittsverdi. Den gjennomsnittlige frie banen kan estimeres ved hjelp av kinetisk teori. Kinetikkteorien fastslår at gassmolekyler er i konstant tilfeldig bevegelse med hyppige kollisjoner med hverandre. Den gjennomsnittlige fri banen er betegnet med symbolet "λ". La oss tenke på et eksempel for å forstå hva som betyr fri vei.

Figur 1: Bevegelse av et gassmolekyl med kollisjoner mellom gassmolekylet og beholderens vegg.

Mean Free Path Calculation

Den gjennomsnittlige frie banen til gassmolekylet i bildet ovenfor er gitt som nedenfor.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Denne typen beregning er imidlertid ikke mulig fordi avstandene mellom hver kollisjon ikke kan bestemmes enkelt. Følgelig beregnes den gjennomsnittlige friveien som følger.

λ = c / Z

Her er c gjennomsnittshastigheten til et gassmolekyl og Z er kollisionsfrekvensen. Kollisjonsfrekvensen er frekvensen ved hvilken to molekyler kolliderer med hverandre. Derfor er det lik 1 / t (t er gjennomsnittlig tid mellom kollisjoner). Deretter kan ovennevnte ligning omorganiseres som følger.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Hva er Pressure?

Trykk er et vitenskapelig begrep som brukes til å betegne kraften som er påført vinkelrett på et overflateareal. Når et fluid vurderes, er trykket stresset ved et punkt i et fluidum. SI-enheten for måling av trykket er Pascal (Pa). Trykket er betegnet med symbolet "P". Det er imidlertid noen flere vanlige enheter som brukes til å måle trykket. Eks: N / m² (Newton per kvadratmeter), psi (pundstyrken per kvadratmeter), atm (atmosfære), 1/760 atm er oppkalt som en torr.

Figur 2: Trykk er den vinkelrettede kraften påført på en overflate dividert med overflaten som kraften utøves på.

Ligning for beregning av trykk

Trykket kan beregnes ved å bruke følgende ligning:

P = - (F / A)

Hvor p er trykket, er F størrelsen på kraften på et område på A. Det finnes flere typer trykk.

Væsketrykk - trykkraften på et punkt i et fluidum.
Eksplosjonstrykk - Trykket skyldtes antennelse av eksplosive gasser.
Negativt trykk - Det er visse forhold der trykket blir negativt. Eks: når de intermolekylære kreftene mellom væskemolekyler overskrider repulsive krefter (som er opprettet på grunn av termisk bevegelse).
Trykket av en ideell gass - trykket av en ideell gass beregnes ved å bruke P = nRT / V (hvor P er trykket, n er mengden av stoffet, R er universell gasskonstant, V er volumet og T er temperaturen til gassen).
Damptrykk - Trykket på damp som er i kontakt med væskefasen i et lukket termodynamisk system.

Hva er forskjellen mellom gjennomsnittlig fri bane og trykk?

Mean Free Path vs Pressure
Gjennomsnittlig frivei er den gjennomsnittlige avstanden som er reist av en bevegelig partikkel (et atom, molekyl eller ion) mellom kollisjoner (suksessive virkninger).	Trykk er et vitenskapelig begrep som brukes til å betegne kraften som er påført vinkelrett på et overflateareal.
Måleenhet
Gjennomsnittlig frivei måles som en avstand i meter (ofte brukt som mikrometer - μm).	Trykket måles av SI-enheten Pascals (Pa).
Teori
Gjennomsnittlig fri vei er avstanden som er reist av en bevegelig partikkel.	Trykk er kraften som påføres på et område (vinkelrett).

Oppsummering - Mean Free Path vs Pressure

Gjennomsnittlig frivei er gjennomsnittet av avstander som er reist av et molekyl mellom kollisjoner under bevegelse. Trykk er kraften som påføres på et overflateareal i en vinkelrett retning. Nøkkeldifferansen mellom gjennomsnittlig frivei og trykk er at den frie banen måles som en avstand i meter, mens trykket måles av SI-enheten Pascals (Pa).

Henvisning:

1. "Mean Free Path." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21. juli 2016, Tilgjengelig her.
2. "Mean free path." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. februar 2018, Tilgjengelig her.
3. "Mean Free Path." Mean Free Path, Molecular Collisions, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Trykkstyrkeområde" Av Klaus-Dieter Keller - Egentlig arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Fysisk kjemi