Rozdiel medzi strednou bezplatnou cestou a tlakom
Share
Kľúčový rozdiel - priemerná bezplatná cesta verzus tlak
Priemerná voľná dráha je priemerná vzdialenosť prejdená pohybujúcou sa molekulou pri zrážke s inými molekulami. Preto sa meria jednotkami merania dĺžky. Stredná voľná dráha sa stanoví pomocou priemernej rýchlosti molekuly a frekvencia zrážok, pretože určenie strednej voľnej dráhy pomocou vzdialeností je ťažké. Tlak je vedecký pojem, ktorý sa často používa. Je to kolmá sila pôsobiaca na plochu povrchu jednotky. Kľúčový rozdiel medzi strednou voľnou cestou a tlakom je to stredná voľná cesta je meria sa ako vzdialenosť v metroch, zatiaľ čo tlak sa meria jednotkou SI Pascal (Pa).
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je priemerná bezplatná cesta
3. Čo je tlak
4. Porovnanie bok po boku - priemerná voľná cesta vs. tlak v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je priemerná bezplatná cesta?
Priemerná voľná dráha je priemerná vzdialenosť prejdená pohybujúcou sa časticou (atóm, molekula alebo ión) medzi zrážkami (následné nárazy). Tieto kolízie modifikujú smer alebo energiu pohybujúcich sa častíc. Tento výraz sa nazýva stredná voľná cesta, pretože sa počíta ako priemerná hodnota. Stredná voľná cesta sa dá odhadnúť pomocou kinetickej teórie. Kinetická teória tvrdí, že molekuly plynu sú v neustálom náhodnom pohybe s častými zrážkami. Stredná voľná cesta je označená symbolom „λ“. Pozrime sa na príklad, ktorý pochopí, čo znamená bezplatná cesta.
Obrázok 1: Pohyb molekuly plynu so zrážkami medzi molekulou plynu a stenou nádoby.
Priemerný výpočet voľnej cesty
Priemerná voľná cesta molekuly plynu na obrázku vyššie je uvedená nižšie.
A = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4
Tento typ výpočtu však nie je možný, pretože vzdialenosti medzi jednotlivými zrážkami nie je možné ľahko určiť. Preto je stredná voľná dráha vypočítaná nasledovne.
λ = c / Z
V tomto prípade c je priemerná rýchlosť molekuly plynu a Z je kolízna frekvencia. Frekvencia zrážok je rýchlosť, pri ktorej sa dve molekuly navzájom zrážajú. Preto sa rovná 1 / t (t je priemerný čas medzi zrážkami). Potom možno vyššie uvedenú rovnicu preusporiadať nasledovne.
λ = c / (1 / t)
λ = c t
Čo je to tlak?
Tlak je vedecký pojem, ktorý sa používa na pomenovanie sily pôsobiacej kolmo na plochu povrchu jednotky. Keď sa uvažuje o tekutine, tlak je napätie v bode v tekutine. Jednotkou SI na meranie tlaku je Pascal (Pa). Tlak je označený symbolom „P“. Na meranie tlaku sa však používa niekoľko bežných jednotiek. Príklad: N / m2 (Newton na meter štvorcový), psi (libra-sila na štvorcový palec), atm (atmosféra), 1/760 atm sa nazýva jeden torr.
Obrázok 2: Tlak je kolmá sila pôsobiaca na povrch delený plochou povrchu, na ktorú je sila vyvíjaná.
Rovnica pre výpočet tlaku
Tlak možno vypočítať pomocou nasledujúcej rovnice:
P = - (F / A)
Kde p je tlak, F je veľkosť sily pôsobiacej na oblasť A. Existuje niekoľko typov tlaku.
- Tlak kvapaliny - tlaková sila v bode v tekutine.
- Výbušný tlak - tlak spôsobený vznietením výbušných plynov.
- Negatívny tlak - Existujú určité podmienky, pri ktorých sa tlak stáva negatívnym. Príklad: keď intermolekulárne sily medzi molekulami tekutiny presahujú odpudivé sily (ktoré sa vytvárajú v dôsledku tepelného pohybu).
- Tlak ideálneho plynu - tlak ideálneho plynu sa vypočíta pomocou P = nRT / V (v ktorom P je tlak, n je množstvo látky, R je univerzálna plynová konštanta, V je objem a T je teplota plynu).
- Tlak vodnej pary - tlak pary, ktorá je v kontakte s kvapalnou fázou v uzavretom termodynamickom systéme.
Aký je rozdiel medzi strednou bezplatnou cestou a tlakom?
Priemerná voľná cesta vs. tlak | |
| Priemerná voľná dráha je priemerná vzdialenosť prejdená pohybujúcou sa časticou (atóm, molekula alebo ión) medzi zrážkami (následné nárazy). | Tlak je vedecký pojem, ktorý sa používa na pomenovanie sily pôsobiacej kolmo na plochu povrchu jednotky. |
| Merná jednotka | |
| Priemerná voľná dráha sa meria ako vzdialenosť v metroch (často sa používa ako mikrometre - μm). | Tlak sa meria jednotkou SI Pascal (Pa). |
| teória | |
| Priemerná voľná cesta je vzdialenosť, ktorú urazí pohybujúca sa častica. | Tlak je sila pôsobiaca na jednotku plochy (kolmo). |
Zhrnutie - Mean Free Path vs Pressure
Priemerná voľná dráha je priemerná vzdialenosť prejdená molekulou medzi zrážkami počas pohybu. Tlak je sila pôsobiaca na plochu povrchu jednotky v kolmom smere. Kľúčový rozdiel medzi strednou voľnou dráhou a tlakom je ten, že stredná voľná dráha sa meria ako vzdialenosť v metroch, zatiaľ čo tlak sa meria v jednotkách SI Pascal (Pa)..
referencie:
1. „Priemerná bezplatná cesta“. Chémia LibreTexts, Libretexts, 21. júla 2016, k dispozícii tu.
2. „Priemerná voľná cesta“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. februára 2018, k dispozícii tu.
3. „Priemerná bezplatná cesta“. Priemerná bezplatná cesta, molekulárne zrážky, k dispozícii tu.
S láskavým dovolením:
1. „Oblasť tlakových síl“ Autor: Klaus-Dieter Keller - Vlastná práca (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
