Ключова разлика – среден свободен път спрямо налягане
Средният свободен път е средното разстояние, изминато от движеща се молекула при сблъсък с други молекули. Следователно, тя се измерва с единици за измерване на дължина. Средният свободен път се определя с помощта на средната скорост на молекула, а честотата на сблъсък, тъй като определянето на средния свободен път с помощта на разстоянията е трудно. Налягането е научен термин, който често се използва. Това е перпендикулярната сила, приложена върху единица повърхност. Ключовата разлика между средния свободен път и налягането е, че средният свободен път се измерва като разстояние в метри, докато налягането се измерва чрез единицата SI Pascals (Pa).
Какво е Mean Free Path?
Средният свободен път е средното разстояние, изминато от движеща се частица (атом, молекула или йон) между сблъсъци (последователни удари). Тези сблъсъци променят посоката или енергията на движещите се частици. Този термин се нарича среден свободен път, защото се изчислява като средна стойност. Средният свободен път може да се оцени с помощта на кинетичната теория. Кинетичната теория гласи, че газовите молекули са в постоянно произволно движение с чести сблъсъци една с друга. Средният свободен път се обозначава със символа „λ“. Нека разгледаме един пример, за да разберем какво е среден свободен път.
Фигура 1: Движение на газова молекула със сблъсъци между газовата молекула и стената на контейнера.
Изчисляване на средния свободен път
Средният свободен път на газовата молекула в горното изображение е даден по-долу.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
Въпреки това, този тип изчисление не е възможно, тъй като разстоянията между всеки сблъсък не могат да бъдат определени лесно. Следователно средният свободен път се изчислява, както следва.
λ={c} / Z
Тук {c} е средната скорост на газова молекула, а Z е честотата на сблъсък. Честотата на сблъсък е скоростта, с която две молекули се сблъскват една с друга. Следователно то е равно на 1/t (t е средното време между сблъсъци). Тогава горното уравнение може да се пренареди както следва.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Какво е налягане?
Налягането е научен термин, използван за обозначаване на силата, приложена перпендикулярно на единица повърхност. Когато се разглежда течност, налягането е напрежението в точка във течността. Единицата SI за измерване на налягането е паскал (Pa). Налягането се обозначава със символа "P". Има обаче няколко общи единици, използвани за измерване на налягането. Пример: N/m2 (нютон на квадратен метър), psi (фунт-сила на квадратен инч), atm (атмосфера), 1/760 от atm се нарича един тор.
Фигура 2: Налягането е перпендикулярната сила, приложена върху повърхност, разделена на площта на повърхността, върху която се упражнява силата.
Уравнение за изчисляване на налягането
Налягането може да се изчисли с помощта на следното уравнение:
P=– (F/A)
Където p е налягането, F е величината на силата, приложена върху площ от A. Има няколко вида натиск.
- Налягане на течността – силата на натиск върху точка във течност.
- Налягане при експлозия – налягането в резултат на възпламеняване на експлозивни газове.
- Отрицателно налягане – има определени условия, при които налягането става отрицателно. Пример: когато междумолекулните сили между молекулите на течността превишават силите на отблъскване (което се създава поради топлинно движение).
- Налягане на идеален газ – налягането на идеален газ се изчислява с помощта на P=nRT/V (в което P е налягането, n е количеството вещество, R е универсалната газова константа, V е обем и T е температурата на газа).
- Налягане на парите – налягането на парите, които са в контакт с течната си фаза в затворена термодинамична система.
Каква е разликата между средния свободен път и налягането?
Среден свободен път спрямо налягане |
|
| Средният свободен път е средното разстояние, изминато от движеща се частица (атом, молекула или йон) между сблъсъци (последователни удари). | Налягането е научен термин, използван за обозначаване на силата, приложена перпендикулярно на единица повърхност. |
| Мерна единица | |
| Средният свободен път се измерва като разстояние в метри (често използвани като микрометри – μm). | Налягането се измерва с единицата SI паскал (Pa). |
| Теория | |
| Средният свободен път е разстоянието, изминато от движеща се частица. | Налягането е силата, приложена върху единица площ (перпендикулярно). |
Обобщение – Среден свободен път спрямо налягане
Средният свободен път е средната стойност на разстоянията, изминати от молекула между сблъсъци по време на движение. Налягането е силата, приложена върху единица повърхност в перпендикулярна посока. Ключовата разлика между средния свободен път и налягането е, че средният свободен път се измерва като разстояние в метри, докато налягането се измерва чрез SI единицата паскал (Pa).
