Ključna razlika – povprečna prosta pot v primerjavi s pritiskom
Povprečna prosta pot je povprečna razdalja, ki jo prepotuje premikajoča se molekula med trčenjem z drugimi molekulami. Zato se meri z merskimi enotami za dolžino. Srednja prosta pot je določena z uporabo povprečne hitrosti molekule, frekvenca trkov pa je težko določiti srednjo prosto pot z uporabo razdalj. Pritisk je znanstveni izraz, ki se pogosto uporablja. To je pravokotna sila, ki deluje na enoto površine. Ključna razlika med povprečno prosto potjo in tlakom je v tem, da se povprečna prosta pot meri kot razdalja v metrih, medtem ko se tlak meri z enoto SI Pascal (Pa).
Kaj je Mean Free Path?
Povprečna prosta pot je povprečna razdalja, ki jo prepotuje premikajoči se delec (atom, molekula ali ion) med trki (zaporednimi udarci). Ti trki spremenijo smer ali energijo gibajočih se delcev. Ta izraz se imenuje povprečna prosta pot, ker je izračunan kot povprečna vrednost. Srednjo prosto pot je mogoče oceniti z uporabo kinetične teorije. Kinetična teorija pravi, da so molekule plina v stalnem naključnem gibanju s pogostimi trki med seboj. Srednja prosta pot je označena s simbolom "λ". Oglejmo si primer, da bi razumeli, kaj je povprečna prosta pot.
Slika 1: Gibanje molekule plina s trki med molekulo plina in steno posode.
Izračun srednje proste poti
Povprečna prosta pot molekule plina na zgornji sliki je podana spodaj.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
Vendar ta vrsta izračuna ni mogoča, ker razdalj med posameznimi trki ni mogoče enostavno določiti. Zato se povprečna prosta pot izračuna na naslednji način.
λ={c} / Z
Tukaj je {c} povprečna hitrost molekule plina, Z pa frekvenca trka. Frekvenca trka je hitrost, s katero dve molekuli trčita druga ob drugo. Zato je enak 1/t (t je povprečni čas med trki). Potem lahko zgornjo enačbo preuredimo na naslednji način.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Kaj je tlak?
Tlak je znanstveni izraz, ki se uporablja za poimenovanje sile, ki deluje pravokotno na enoto površine. Pri tekočini je tlak napetost na točki znotraj tekočine. Enota SI za merjenje tlaka je Pascal (Pa). Tlak je označen s simbolom "P". Vendar pa obstaja več običajnih enot, ki se uporabljajo za merjenje tlaka. Primer: N/m2 (Newton na kvadratni meter), psi (funt-sila na kvadratni palec), atm (atmosfera), 1/760 atm se imenuje en torr.
Slika 2: Tlak je pravokotna sila, ki deluje na površino, deljena s površino, na katero deluje sila.
Enačba za izračun tlaka
Tlak lahko izračunate z naslednjo enačbo:
P=– (F/A)
Kjer je p tlak, F je velikost sile, ki deluje na površino A. Obstaja več vrst tlaka.
- Tlak tekočine – tlačna sila na točko v tekočini.
- Tlak eksplozije – tlak, ki nastane zaradi vžiga eksplozivnih plinov.
- Negativni tlak – obstajajo določeni pogoji, ko tlak postane negativen. Primer: ko medmolekularne sile med molekulami tekočine presežejo odbojne sile (ki nastanejo zaradi toplotnega gibanja).
- Tlak idealnega plina – tlak idealnega plina se izračuna z uporabo P=nRT/V (pri čemer je P tlak, n količina snovi, R univerzalna plinska konstanta, V je prostornina in T je temperatura plina).
- Parni tlak – tlak pare, ki je v stiku s svojo tekočo fazo v zaprtem termodinamičnem sistemu.
Kakšna je razlika med srednjo prosto potjo in tlakom?
povprečna prosta pot v primerjavi s pritiskom |
|
| Povprečna prosta pot je povprečna razdalja, ki jo prepotuje premikajoči se delec (atom, molekula ali ion) med trki (zaporednimi udarci). | Tlak je znanstveni izraz, ki se uporablja za poimenovanje sile, ki deluje pravokotno na enoto površine. |
| Merska enota | |
| Povprečna prosta pot se meri kot razdalja v metrih (pogosto uporabljena kot mikrometri – μm). | Tlak se meri z enoto SI Pascal (Pa). |
| Teorija | |
| Povprečna prosta pot je razdalja, ki jo prepotuje premikajoči se delec. | Tlak je sila, ki deluje na enoto površine (pravokotno). |
Povzetek – povprečna prosta pot v primerjavi s pritiskom
Povprečna prosta pot je povprečje razdalj, ki jih prepotuje molekula med trki med gibanjem. Tlak je sila, ki deluje na enoto površine v pravokotni smeri. Ključna razlika med povprečno prosto potjo in tlakom je v tem, da se povprečna prosta pot meri kot razdalja v metrih, medtem ko se tlak meri z enoto SI Pascal (Pa).
