Az átlagos szabad út és a nyomás közötti különbség

Kulcskülönbség - átlagos szabad út vs nyomás
 

Az átlagos szabad út egy mozgó molekula által megtett átlagos távolság, miközben ütközik más molekulákkal. Ezért a hosszúság mértékegységeivel mérik. Az átlagos szabad utat a molekula átlagos sebességének és az ütközési gyakoriságnak a segítségével határozzák meg, mivel az átlagos szabad út távolságok alapján történő meghatározása nehéz. A nyomás gyakran használt tudományos kifejezés. Ez az egység felületére kifejtett merőleges erő. A legfontosabb különbség az átlagos szabad út és a nyomás között az az átlagos szabad út méterben mért távolságként, míg a nyomást az SI egység Pascals (Pa).

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az átlagos szabad út?
3. Mi a nyomás?
4. Side by side összehasonlítás - átlagos szabad út vs nyomás táblázatos formában
6. Összegzés

Mi az átlagos szabad út??

Az átlagos szabad út egy mozgó részecske (atom, molekula vagy ion) által az ütközések (egymást követő ütések) közötti átlagos távolság. Ezek az ütközések megváltoztatják a mozgó részecskék irányát vagy energiáját. Ezt a kifejezést átlagos szabad útnak nevezzük, mert azt átlagos értékként számolják. A szabad szabad út átlagát kinetikai elmélettel lehet becsülni. A kinetikai elmélet szerint a gázmolekulák állandó véletlenszerű mozgásban vannak, gyakran ütköznek egymással. Az átlagos szabad utat a „λ” szimbólum jelöli. Vegyünk egy példát annak megértésére, hogy mit jelent a szabad út.

1. ábra: Gázmolekula mozgása ütközésekkel a gázmolekula és a tartály fala között.

Átlagos szabad út kiszámítása

A fenti képen a gázmolekula átlagos szabad útját az alábbiak szerint adjuk meg.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Ez a számítás azonban nem lehetséges, mivel az ütközések közötti távolságot nem lehet könnyen meghatározni. Ezért az átlagos szabad utat az alábbiak szerint kell kiszámítani.

λ = c / Z

Itt c a gázmolekula átlagos sebessége, Z pedig az ütközés gyakorisága. Az ütközés gyakorisága az a sebesség, amellyel két molekula ütközik egymással. Ezért egyenlő 1 / t-vel (t az ütközések közötti átlagos idő). Ezután a fenti egyenlet az alábbiak szerint rendezhető át.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Mi a nyomás??

A nyomás egy tudományos kifejezés, amelyet az egység felületére merőlegesen alkalmazott erő megnevezésére használnak. Ha folyadékot veszünk figyelembe, akkor a nyomás a folyadék egy pontjának feszültsége. A nyomás mérésének SI mértékegysége Pascal (Pa). A nyomást a „P” szimbólum jelöli. Van azonban néhány általános egység, amelyet a nyomás mérésére használnak. Pl: N / m² (Newton per négyzetméter), psi (a font erő / négyzet hüvelyk), atm (atmoszféra), 1/760 atm az egyik torr.

2. ábra: A nyomás a felületre kifejtett merőleges erő, osztva azzal a felülettel, amelyen az erő kifejtésre kerül.

Egyenlet a nyomás kiszámításához

A nyomást a következő egyenlettel lehet kiszámítani:

P = - (F / A)

Ahol p a nyomás, az F az A területre kifejtett erő nagysága. A nyomásnak többféle típusa van.

1. Folyadéknyomás - a nyomóerő egy folyadék egy pontján.
2. Robbanási nyomás - a robbanásveszélyes gázok meggyulladása által okozott nyomás.
3. Negatív nyomás - vannak bizonyos körülmények, amikor a nyomás negatívvá válik. Például: amikor a folyadékmolekulák közötti intermolekuláris erők meghaladják a visszatükröző erőket (amelyeket a hőmozgás okoz).
4. Ideális gáz nyomása - az ideális gáz nyomását P = nRT / V képlettel kell kiszámítani (ahol P a nyomás, n az anyag mennyisége, R az univerzális gázállandó, V a térfogat és T a gáz hőmérséklete).
5. Gőznyomás - a folyadék fázisával érintkező gőznyomás egy zárt termodinamikai rendszerben.

Mi a különbség az átlagos szabad út és a nyomás között??

Átlagos szabad út vs nyomás
Az átlagos szabad út egy mozgó részecske (atom, molekula vagy ion) által az ütközések (egymást követő ütések) között megtett átlagos távolság.	A nyomás egy tudományos kifejezés, amelyet az egység felületére merőlegesen alkalmazott erő megnevezésére használnak.
Mértékegység
Az átlagos szabad utat méterben mért távolságként mérik (mikrométerként gyakran használják - μm).	A nyomást az SI-egység mértéke Pascals (Pa).
Elmélet
Az átlagos szabad út egy mozgó részecske által megtett távolság.	A nyomás az egység területére kifejtett erő (merőlegesen).

Összegzés - átlagos szabad út vs nyomás

Az átlagos szabad út a molekula által a mozgás közben fellépő ütközések közötti megtett távolságok átlaga. A nyomás az egység felületére merőleges irányban kifejtett erő. Az átlagos szabad út és a nyomás közötti legfontosabb különbség az, hogy az átlagos szabadútot méri a távolság méterben, míg a nyomást az SI egység Pascals (Pa).

Referencia:

1. „Átlagos szabad út”. Kémia LibreTexts, Libretexts, 2016. július 21., Elérhető itt.
2. „Átlagos szabad út”. Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2018. február 28, elérhető itt.
3. „Átlagos szabad út”. Átlagos szabad út, molekuláris ütközések, elérhető itt.

Kép jóvoltából:

1. Klaus-Dieter Keller „Nyomáserő területe” - Saját munka (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia segítségével