Starpība starp vidējo brīvo ceļu un spiedienu

Galvenā atšķirība - vidējais brīvais ceļš pret spiedienu
 

Vidējais brīvais ceļš ir vidējais attālums, ko pārvietojusi molekulā notiek sadursme ar citām molekulām. Tādējādi to mēra ar garuma mērvienībām. Vidējais brīvais ceļš tiek noteikts, izmantojot vidējo molekulas ātrumu, un sadursmes biežums, jo ir grūti noteikt vidējo brīvo ceļu, izmantojot attālumus. Spiediens ir zinātnisks termins, ko bieži lieto. Tas ir perpendikulārs spēks, kas tiek piemērots vienības virsmas laukumam. Galvenā atšķirība starp vidējo brīvo ceļu un spiedienu ir tā nozīmē bezmaksas ceļš ir mēra kā attālumu metros, turpretī spiedienu mēra ar SI vienību Pascals (Pa).

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir brīvais ceļš
3. Kas ir spiediens
4. Blakus salīdzinājums - vidējais brīvais ceļš un spiediens tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir vidējais brīvais ceļš?

Vidējais brīvais ceļš ir vidējais attālums, ko pārvietojas daļiņa (atoms, molekula vai jons) starp sadursmēm (secīgiem triecieniem). Šīs sadursmes maina kustīgo daļiņu virzienu vai enerģiju. Šo terminu sauc par vidējo brīvo ceļu, jo to aprēķina kā vidējo vērtību. Vidējo brīvo ceļu var noteikt, izmantojot kinētisko teoriju. Kinētiskā teorija apgalvo, ka gāzes molekulas atrodas pastāvīgā nejaušā kustībā ar biežām sadursmēm savā starpā. Vidējais brīvais ceļš tiek apzīmēts ar simbolu “λ”. Apsvērsim piemēru, lai saprastu, kas ir bezmaksas ceļš.

1. attēls: Gāzes molekulas kustība ar sadursmēm starp gāzes molekulu un tvertnes sienu.

Vidējā brīvā ceļa aprēķins

Gāzes molekulas vidējais brīvais ceļš attēlā parādīts zemāk.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Tomēr šāda veida aprēķins nav iespējams, jo attālumus starp katru sadursmi nevar viegli noteikt. Tādējādi vidējo brīvo ceļu aprēķina šādi.

λ = c / Z

Šeit c ir gāzes molekulas vidējais ātrums, un Z ir sadursmes biežums. Sadursmes biežums ir ātrums, kādā divas molekulas saduras viena ar otru. Tāpēc tas ir vienāds ar 1 / t (t ir vidējais laiks starp sadursmēm). Tad iepriekš minēto vienādojumu var pārkārtot šādi.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Kas ir spiediens?

Spiediens ir zinātnisks termins, ko izmanto, lai nosauktu spēku, kas tiek piemērots perpendikulāri vienības virsmas laukumam. Apsverot šķidrumu, spiediens ir spriegums šķidruma punktā. Spiediena mērīšanas SI vienība ir Pascal (Pa). Spiedienu apzīmē ar simbolu “P”. Tomēr spiediena mērīšanai tiek izmantotas vairākas izplatītas vienības. Piemēram: N / m² (Ņūtoni uz kvadrātmetru), psi (mārciņas spēks uz kvadrātcollu), atm (atmosfēra), 1/760 atm tiek nosaukti par vienu torru.

2. attēls: Spiediens ir perpendikulārs spēks, kas tiek iedarbināts uz virsmu, dalīts ar virsmas laukumu, uz kuru tiek pielikts spēks.

Spiediena aprēķināšanas vienādojums

Spiedienu var aprēķināt, izmantojot šādu vienādojumu:

P = - (F / A)

Kur p ir spiediens, F ir spēka lielums, kas tiek piemērots A apgabalam. Ir vairāki spiediena veidi.

1. Šķidruma spiediens - spiedes spēks uz šķidruma punktu.
2. Eksplozijas spiediens - spiediens, ko rada sprādzienbīstamu gāzu aizdegšanās.
3. Negatīvs spiediens - ir daži apstākļi, kad spiediens kļūst negatīvs. Piem., Kad starpmolekulārie spēki starp šķidruma molekulām pārsniedz atgrūdošos spēkus (kas rodas termiskās kustības dēļ).
4. Ideālas gāzes spiediens - ideālas gāzes spiedienu aprēķina, izmantojot P = nRT / V (kur P ir spiediens, n ir vielas daudzums, R ir vispārējā gāzes konstante, V ir tilpums un T ir gāzes temperatūra).
5. Tvaika spiediens - tvaika spiediens, kas saskaras ar tā šķidro fāzi slēgtā termodinamiskā sistēmā.

Kāda ir atšķirība starp vidējo brīvo ceļu un spiedienu?

Vidējais brīvais ceļš pret spiedienu
Vidējais brīvais ceļš ir vidējais attālums, ko pārvietojas daļiņa (atoms, molekula vai jons) starp sadursmēm (secīgiem triecieniem)..	Spiediens ir zinātnisks termins, ko izmanto, lai nosauktu spēku, kas tiek piemērots perpendikulāri vienības virsmas laukumam.
Mērvienība
Vidējais brīvais ceļš tiek mērīts kā attālums metros (bieži izmanto kā mikrometrus - μm).	Spiedienu mēra ar SI vienību Pascals (Pa).
Teorija
Vidējais brīvais ceļš ir attālums, ko pārvietojusi daļiņa.	Spiediens ir spēks, kas tiek piemērots vienības laukumam (perpendikulāri).

Kopsavilkums - vidējais brīvais ceļš pret spiedienu

Vidējais brīvais ceļš ir molekulu nobraukto attālumu vidējais lielums starp sadursmēm kustības laikā. Spiediens ir spēks, kas perpendikulārā virzienā tiek piemērots vienības virsmai. Galvenā atšķirība starp vidējo brīvo ceļu un spiedienu ir tāda, ka vidējo brīvo ceļu mēra kā attālumu metros, bet spiedienu mēra ar SI vienību Pascals (Pa)..

Atsauce:

1. “Vidējais brīvais ceļš.” Ķīmija LibreTexts, Libretexts, 2016. gada 21. jūlijs, pieejama šeit.
2. “Vidējais brīvais ceļš.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 28. februāris, pieejama šeit.
3. “Vidējais brīvais ceļš.” Vidējais brīvais ceļš, molekulārās sadursmes, pieejamas šeit.

Attēla pieklājība:

1. Klauss-Dīters Kellers - “Spiediena spēka zona” - Savs darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia