Verschil tussen gemiddeld vrij pad en druk

Belangrijkste verschil - Mean Free Path vs Pressure

Het gemiddelde vrije pad is de gemiddelde afstand afgelegd door een bewegend molecuul tijdens het botsen met andere moleculen. Daarom wordt het gemeten door eenheden van lengte-afmetingen. Het gemiddelde vrije pad wordt bepaald met behulp van de gemiddelde snelheid van een molecuul en de botsingsfrequentie sinds het bepalen van het gemiddelde vrije pad met behulp van de afstanden is moeilijk. Druk is een wetenschappelijke term die vaak wordt gebruikt. Het is de loodrechte kracht uitgeoefend op het oppervlak van een eenheid. Het belangrijkste verschil tussen gemiddeld vrij pad en druk is dat gemiddelde vrije weg is gemeten als een afstand in meters, terwijl de druk wordt gemeten door de SI-eenheid Pascals (Pa).

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Mean Free Path
3. Wat is druk
4. Vergelijking zij aan zij - Gemiddelde Vrije Pad vs Druk in Tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is Mean Free Path?

Het gemiddelde vrije pad is de gemiddelde afstand afgelegd door een bewegend deeltje (een atoom, molecuul of ion) tussen botsingen (opeenvolgende inslagen). Deze botsingen wijzigen de richting of energie van bewegende deeltjes. Deze term wordt gemiddeld vrij pad genoemd omdat het wordt berekend als een gemiddelde waarde. Het gemiddelde vrije pad kan worden geschat met behulp van kinetische theorie. De kinetische theorie stelt dat gasmoleculen in constante willekeurige beweging zijn met frequente botsingen met elkaar. Het gemiddelde vrije pad wordt aangeduid met het symbool "λ". Laten we een voorbeeld beschouwen om te begrijpen wat het gemiddelde vrije pad is.

Figuur 1: Beweging van een gasmolecuul met botsingen tussen het gasmolecuul en de wand van de container.

Gemiddelde vrije padberekening

Het gemiddelde vrije pad van het gasmolecuul in bovenstaande afbeelding wordt hieronder gegeven.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Dit type berekening is echter niet mogelijk omdat de afstanden tussen elke botsing niet eenvoudig kunnen worden bepaald. Daarom wordt het gemiddelde vrije pad als volgt berekend.

λ = c / Z

Hier is c de gemiddelde snelheid van een gasmolecuul en Z de botsingsfrequentie. De botsfrequentie is de snelheid waarmee twee moleculen met elkaar botsen. Daarom is het gelijk aan 1 / t (t is de gemiddelde tijd tussen botsingen). Dan kan de bovenstaande vergelijking als volgt worden herschikt.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Wat is druk?

Druk is een wetenschappelijke term die wordt gebruikt voor het benoemen van de kracht loodrecht op het oppervlak van een eenheid. Wanneer een vloeistof wordt overwogen, is de druk de spanning op een punt in een vloeistof. De SI-eenheid voor het meten van de druk is Pascal (Pa). De druk wordt aangegeven door het symbool "P". Er zijn echter enkele verschillende gemeenschappelijke eenheden die worden gebruikt om de druk te meten. Vb: N / m² (Newton per vierkante meter), psi (de pond-kracht per vierkante inch), atm (atmosfeer), 1/760 van atm wordt genoemd als één torr.

Figuur 2: Druk is de loodrechte kracht uitgeoefend op een oppervlak gedeeld door het oppervlak waarop de kracht wordt uitgeoefend.

Vergelijking voor berekening van druk

De druk kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking:

P = - (F / A)

Waar p de druk is, is F de grootte van de kracht van toepassing op een gebied van A. Er zijn verschillende soorten druk.

Vloeistofdruk - de drukkracht op een punt in een vloeistof.
Explosiedruk - de druk resulteerde door ontsteking van explosieve gassen.
Negatieve druk - er zijn bepaalde omstandigheden waarin de druk negatief wordt. Bijv .: wanneer de intermoleculaire krachten tussen vloeibare moleculen de afstotende krachten overschrijden (die wordt gecreëerd als gevolg van thermische beweging).
Druk van een ideaal gas - de druk van een ideaal gas wordt berekend met P = nRT / V (waarbij P de druk is, n de hoeveelheid substantie, R de universele gasconstante, V het volume en T de temperatuur van het gas).
Dampdruk - de druk van damp die in contact staat met de vloeibare fase in een gesloten thermodynamisch systeem.

Wat is het verschil tussen gemiddeld vrij pad en druk?

Mean Free Path vs Pressure
Gemiddeld vrij pad is de gemiddelde afstand die een bewegend deeltje (een atoom, molecuul of ion) aflegt tussen botsingen (opeenvolgende gevolgen).	Druk is een wetenschappelijke term die wordt gebruikt voor het benoemen van de kracht loodrecht op het oppervlak van een eenheid.
Meet eenheid
Het gemiddelde vrije pad wordt gemeten als een afstand in meters (vaak gebruikt als micrometers - μm).	Druk wordt gemeten door de SI-eenheid Pascals (Pa).
Theorie
Het gemiddelde vrije pad is de afstand die een bewegend deeltje aflegt.	Druk is de kracht die wordt uitgeoefend op een eenheidsgebied (loodrecht).

Samenvatting - Mean Free Path vs Pressure

Gemiddeld vrij pad is het gemiddelde van de afstanden afgelegd door een molecuul tussen botsingen tijdens beweging. Druk is de kracht die wordt uitgeoefend op het oppervlak van een eenheid in een richting loodrecht. Het belangrijkste verschil tussen het gemiddelde vrije pad en de vrije druk is dat het gemiddelde vrije pad wordt gemeten als een afstand in meters, terwijl de druk wordt gemeten door de SI-eenheid Pascals (Pa).

Referentie:

1. "Mean Free Path." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, Beschikbaar Hier.
2. "Gemiddelde vrije weg." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 februari 2018, Beschikbaar Hier.
3. "Mean Free Path." Mean Free Path, Molecular Collisions, Beschikbaar Hier.

Afbeelding met dank aan:

1. "Drukkrachtgebied" door Klaus-Dieter Keller - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Fysische chemie