Key Difference – Mean Free Path vs Pressure
Gjennomsnittlig fri bane er den gjennomsnittlige avstanden et bevegelig molekyl tilbakelegger mens det kolliderer med andre molekyler. Derfor måles det ved måleenheter for lengde. Den gjennomsnittlige frie banen bestemmes ved hjelp av gjennomsnittshastigheten til et molekyl, og kollisjonsfrekvensen siden det er vanskelig å bestemme den gjennomsnittlige frie banen ved hjelp av avstandene. Press er et vitenskapelig begrep som ofte brukes. Det er den vinkelrette kraften som påføres en enhets overflateareal. Den viktigste forskjellen mellom gjennomsnittlig fri vei og trykk er at gjennomsnittlig fri vei måles som en avstand i meter, mens trykket måles av SI-enheten Pascals (Pa).
Hva er Mean Free Path?
Den gjennomsnittlige frie banen er den gjennomsnittlige avstanden tilbakelagt av en bevegelig partikkel (et atom, molekyl eller ion) mellom kollisjoner (påfølgende sammenstøt). Disse kollisjonene endrer retningen eller energien til bevegelige partikler. Dette begrepet kalles gjennomsnittlig fri bane fordi det beregnes som en gjennomsnittsverdi. Den gjennomsnittlige frie banen kan estimeres ved hjelp av kinetisk teori. Den kinetiske teorien sier at gassmolekyler er i konstant tilfeldig bevegelse med hyppige kollisjoner med hverandre. Den gjennomsnittlige frie banen er angitt med symbolet "λ". La oss se på et eksempel for å forstå hva gratis vei er.
Figur 1: Bevegelse av et gassmolekyl med kollisjoner mellom gassmolekylet og veggen i beholderen.
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 lett kan bestemmes. Den gjennomsnittlige frie banen beregnes derfor som følger.
λ={c} / Z
Her er {c} gjennomsnittshastigheten til et gassmolekyl og Z er kollisjonsfrekvensen. Kollisjonsfrekvensen er hastigheten der to molekyler kolliderer med hverandre. Derfor er det lik 1/t (t er gjennomsnittlig tid mellom kollisjoner). Deretter kan ligningen ovenfor omorganiseres som følger.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Hva er press?
Trykk er et vitenskapelig begrep som brukes for å navngi kraften som påføres vinkelrett på en enhets overflateareal. Når en væske vurderes, er trykket spenningen på et punkt i en væske. SI-enheten for å måle trykket er Pascal (Pa). Trykket er merket med symbolet "P". Imidlertid er det noen flere vanlige enheter som brukes til å måle trykket. Eks: N/m2 (Newton per kvadratmeter), psi (pund-kraften per kvadrattomme), atm (atmosfære), 1/760 av atm er navngitt som én torr.
Figur 2: Trykk er den vinkelrette kraften påført på en overflate delt på overflatearealet som kraften utøves på.
ligning for beregning av trykk
Trykket kan beregnes ved hjelp av følgende ligning:
P=– (F/A)
Hvor p er trykket, F er størrelsen på kraften som gjelder på et område av A. Det finnes flere typer trykk.
- Væsketrykk – trykkkraften på et punkt i en væske.
- Eksplosjonstrykk – trykket forårsaket av antennelse av eksplosive gasser.
- Negativt press – det er visse forhold der trykket blir negativt. Eks: når de intermolekylære kreftene mellom væskemolekylene overstiger frastøtende krefter (som skapes på grunn av termisk bevegelse).
- Trykk av en ideell gass – trykket til en ideell gass beregnes ved å bruke P=nRT/V (hvor P er trykket, n er mengden stoff, R er den universelle gasskonstanten, V er volum og T er temperaturen på gassen).
- Damptrykk – damptrykket som er i kontakt med væskefasen i et lukket termodynamisk system.
Hva er forskjellen mellom gjennomsnittlig fri vei og trykk?
Mean Free Path vs Pressure |
|
| Gjennomsnittlig fri bane er gjennomsnittlig avstand tilbakelagt av en partikkel i bevegelse (et atom, molekyl eller ion) mellom kollisjoner (påfølgende sammenstøt). | Trykk er et vitenskapelig begrep som brukes for å navngi kraften som påføres vinkelrett på en enhetsoverflate. |
| Måleenhet | |
| Gjennomsnittlig fri bane måles som en avstand i meter (ofte brukt som mikrometer – μm). | Trykk måles av SI-enheten Pascals (Pa). |
| Theory | |
| Mean free bane er avstanden tilbakelagt av en partikkel i bevegelse. | Trykk er kraften som påføres et enhetsareal (vinkelrett). |
Sammendrag – gjennomsnittlig fri bane vs press
Mean free path er gjennomsnittet av avstander tilbakelagt av et molekyl mellom kollisjoner under bevegelse. Trykk er kraften som påføres en enhets overflateareal i en vinkelrett retning. Hovedforskjellen mellom gjennomsnittlig fri bane og trykk er at gjennomsnittlig fri bane måles som en avstand i meter, mens trykket måles av SI-enheten Pascals (Pa).
