Belangrijk verschil - Gemiddeld vrij pad versus druk
Gemiddeld vrij pad is de gemiddelde afstand die een bewegend molecuul aflegt terwijl het botst met andere moleculen. Daarom wordt het gemeten door lengte-eenheden. Het gemiddelde vrije pad wordt bepaald met behulp van de gemiddelde snelheid van een molecuul, en de botsingsfrequentie, aangezien het bepalen van het gemiddelde vrije pad met behulp van de afstanden moeilijk is. Druk is een wetenschappelijke term die vaak wordt gebruikt. Het is de loodrechte kracht die wordt uitgeoefend op een oppervlakte-eenheid. Het belangrijkste verschil tussen het gemiddelde vrije pad en de druk is dat het gemiddelde vrije pad wordt gemeten als een afstand in meters, terwijl de druk wordt gemeten door de SI-eenheid Pascal (Pa).
Wat is een gemiddeld vrij pad?
Het gemiddelde vrije pad is de gemiddelde afstand die een bewegend deeltje (een atoom, molecuul of ion) aflegt tussen botsingen (opeenvolgende inslagen). Deze botsingen wijzigen de richting of energie van bewegende deeltjes. Deze term wordt het gemiddelde vrije pad genoemd omdat het wordt berekend als een gemiddelde waarde. Het gemiddelde vrije pad kan worden geschat met behulp van de kinetische theorie. De kinetische theorie stelt dat gasmoleculen constant willekeurig in beweging zijn met frequente botsingen met elkaar. Het gemiddelde vrije pad wordt aangegeven met het symbool "λ". Laten we een voorbeeld bekijken 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 berekening van het vrije pad
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 gemakkelijk 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 is de botsingsfrequentie. De botsingsfrequentie 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 om de kracht te noemen die loodrecht op een oppervlakte-eenheid wordt uitgeoefend. Wanneer een vloeistof wordt beschouwd, 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 met het symbool "P". Er zijn echter enkele veelvoorkomende 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 die wordt 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=– (V/A)
Waar p de druk is, is F de grootte van de kracht die wordt uitgeoefend op een gebied van A. Er zijn verschillende soorten druk.
- Vloeistofdruk – de samendrukkende kracht op een punt in een vloeistof.
- Explosiedruk – de druk die het gevolg is van de ontsteking van explosieve gassen.
- Negatieve druk – er zijn bepaalde omstandigheden waarbij de druk negatief wordt. Vb: wanneer de intermoleculaire krachten tussen vloeibare moleculen de afstotende krachten (die ontstaan door thermische beweging) overschrijden.
- Druk van een ideaal gas – de druk van een ideaal gas wordt berekend met P=nRT/V (waarin P de druk is, n de hoeveelheid stof, R de universele gasconstante is, V de volume en T is 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?
Gemiddeld vrij pad versus druk |
|
| Gemiddeld vrij pad is de gemiddelde afstand die een bewegend deeltje (een atoom, molecuul of ion) aflegt tussen botsingen (opeenvolgende inslagen). | Druk is een wetenschappelijke term die wordt gebruikt om de kracht te noemen die loodrecht op een oppervlakte-eenheid wordt uitgeoefend. |
| Maateenheid | |
| Het gemiddelde vrije pad wordt gemeten als een afstand in meters (vaak gebruikt als micrometer – μm). | Druk wordt gemeten door de SI-eenheid Pascal (Pa). |
| Theorie | |
| Gemiddeld vrij pad is de afstand die een bewegend deeltje aflegt. | Druk is de kracht die wordt uitgeoefend op een oppervlakte-eenheid (loodrecht). |
Samenvatting – Gemiddeld vrij pad versus druk
Gemiddeld vrij pad is het gemiddelde van de afstanden die een molecuul aflegt tussen botsingen tijdens beweging. Druk is de kracht die wordt uitgeoefend op een oppervlakte-eenheid in een loodrechte richting. Het belangrijkste verschil tussen het gemiddelde vrije pad en de druk is dat het gemiddelde vrije pad wordt gemeten als een afstand in meters, terwijl de druk wordt gemeten door de SI-eenheid Pascal (Pa).
