Tärkein ero - Keskimääräinen vapaa polku vs. paine
Keskimääräinen vapaa polku on keskimääräinen matka, jonka liikkuva molekyyli on törmännyt törmätessään muihin molekyyleihin. Siksi se mitataan pituuden mittayksiköillä. Keskimääräinen vapaa polku määritetään käyttämällä molekyylin keskinopeutta, ja törmäystaajuus, koska keskimääräisen vapaan reitin määrittäminen etäisyyksien avulla on vaikeaa. Paine on tieteellinen termi, jota käytetään usein. Se on kohtisuora voima, joka kohdistuu pinta-alayksikköön. Keskimääräinen vapaan polun ja paineen ero on se, että keskimääräinen vapaa polku mitataan etäisyydellä metreinä, kun taas paine mitataan SI-yksiköllä Pascals (Pa).
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mikä on keskimääräinen vapaa polku
3. Mikä on paine
4. Rinnakkainen vertailu - keskimääräinen vapaa polku vs paine taulukkomuodossa
6. Yhteenveto
Mikä on keskimääräinen vapaa polku?
Keskimääräinen vapaa polku on keskimääräinen etäisyys, jonka liikkuva hiukkanen (atomi, molekyyli tai ioni) kulkee törmäysten (peräkkäiset iskut) välillä. Nämä törmäykset muuttavat liikkuvien hiukkasten suuntaa tai energiaa. Tätä termiä kutsutaan keskimääräiseksi vapaaksi poluksi, koska se lasketaan keskiarvona. Keskimääräinen vapaa polku voidaan arvioida kineettisen teorian avulla. Kineettisen teorian mukaan kaasumolekyylit ovat jatkuvassa satunnaisessa liikkeessä ja törmäävät usein toisiinsa. Keskimääräinen vapaa polku on merkitty symbolilla “λ”. Tarkastellaanpa esimerkkiä ymmärtääksemme, mikä tarkoittaa vapaata polkua.
Kuva 1: Kaasumolekyylin liike kaasumolekyylin ja astian seinämän törmäyksissä.
Keskimääräinen vapaan reitin laskenta
Kaasumolekyylin keskimääräinen vapaa polku yllä olevassa kuvassa on esitetty alla.
λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4
Tällainen laskenta ei kuitenkaan ole mahdollista, koska törmäysten välisiä etäisyyksiä ei voida määrittää helposti. Siksi keskimääräinen vapaa polku lasketaan seuraavasti.
λ = {c} / Z
Tässä {c} on kaasumolekyylin keskinopeus ja Z on törmäystaajuus. Törmäystaajuus on nopeus, jolla kaksi molekyyliä törmäävät toisiinsa. Siksi se on yhtä suuri kuin 1 / t (t on keskimääräinen aika törmäysten välillä). Sitten yllä oleva yhtälö voidaan järjestää uudelleen seuraavasti.
λ = {c} / (1 / t)
λ = {c} t
Mikä on paine?
Paine on tieteellinen termi, jolla nimetään voima, joka kohdistuu kohtisuoraan pinta-alan yksikköön. Kun otetaan huomioon neste, paine on jännitys nesteessä olevassa pisteessä. SI-yksikkö paineen mittaamiseksi on Pascal (Pa). Paine on merkitty symbolilla “P”. Paineen mittaamiseen käytetään kuitenkin useita yhteisiä yksiköitä. Esimerkki: N / m 2 (Newton / neliömetri), psi (punta-voima neliötuumaa kohti), atm (ilmakehä), 1/760 atm: n nimeksi yksi torr.
Kuva 2: Paine on pintaan kohdistettu kohtisuora voima jaettuna pinta-alalla, jolle voima kohdistuu.
Yhtälö paineen laskemiseksi
Paine voidaan laskea seuraavalla yhtälöllä:
P = - (F / A)
Missä p on paine, F on A: n alueelle kohdistuvan voiman suuruus. Paineita on useita tyyppejä.
- Nestepaine - puristusvoima nesteen sisällä olevaan pisteeseen.
- Räjähdyspaine - paine, joka johtuu räjähtävien kaasujen syttymisestä.
- Alipaine - tietyissä olosuhteissa paine muuttuu negatiiviseksi. Esim.: kun nestemolekyylien väliset molekyylien väliset voimat ylittävät hylkivät voimat (jotka syntyvät lämpöliikkeen vuoksi).
- Ihanteellisen kaasun paine - ihanteellisen kaasun paine lasketaan käyttämällä P = nRT / V (jossa P on paine, n on aineen määrä, R on yleinen kaasuvakio, V on tilavuus ja T on kaasun lämpötila).
- Höyrynpaine - höyrynpaine, joka on kosketuksessa nestefaasin kanssa suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä.
Mikä on keskimääräisen vapaan polun ja paineen ero?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Keskimääräinen vapaa polku vs paine |
|
| Keskimääräinen vapaa polku on keskimääräinen etäisyys, jonka liikkuva hiukkanen (atomi, molekyyli tai ioni) kulkee törmäysten (peräkkäiset iskut) välillä. | Paine on tieteellinen termi, jolla nimetään voima, joka kohdistuu kohtisuoraan pinta-alayksikköön. |
| Mittayksikkö | |
| Keskimääräinen vapaa polku mitataan etäisyydellä metreinä (käytetään usein mikrometreinä - μm). | Paine mitataan SI-yksiköllä Pascals (Pa). |
| Teoria | |
| Keskimääräinen vapaa polku on liikkuvan hiukkasen kulkema etäisyys. | Paine on yksikköalueelle kohdistettu voima (kohtisuoraan). |
Yhteenveto - Keskimääräinen vapaa polku vs paine
Keskimääräinen vapaa polku on keskiarvo molekyylin kulkemista matkoista törmäysten välillä liikkeen aikana. Paine on yksikön pinta-alalle kohtisuorassa suunnattu voima. Keskimääräinen vapaan polun ja paineen ero on se, että keskimääräinen vapaa polku mitataan etäisyydellä metreinä, kun taas paine mitataan SI-yksiköllä Pascals (Pa).
