Hauptunterschied - Mittlerer freier Weg gegen Druck
Der mittlere freie Weg ist die durchschnittliche Entfernung, die ein sich bewegendes Molekül zurücklegt, während es mit anderen Molekülen kollidiert. Daher wird es durch Maßeinheiten der Länge gemessen. Der mittlere freie Weg wird unter Verwendung der Durchschnittsgeschwindigkeit eines Moleküls bestimmt, und die Kollisionsfrequenz, da die Bestimmung des mittleren freien Weges unter Verwendung der Abstände schwierig ist. Druck ist ein wissenschaftlicher Begriff, der häufig verwendet wird. Dies ist die senkrechte Kraft, die auf eine Einheitsoberfläche ausgeübt wird. Der Hauptunterschied zwischen dem mittleren freien Weg und dem Druck besteht darin, dass der mittlere freie Weg als Abstand in Metern gemessen wird, während der Druck von der SI-Einheit Pascals (Pa) gemessen wird.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist der mittlere freie Weg
? 3. Was ist der Druck?
4. Vergleich nebeneinander - Mittlerer freier Weg gegen den Druck in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist der mittlere freie Weg?
Der mittlere freie Weg ist die durchschnittliche Entfernung, die ein sich bewegendes Teilchen (ein Atom, ein Molekül oder ein Ion) zwischen Kollisionen (aufeinanderfolgende Stöße) zurücklegt. Diese Kollisionen verändern die Richtung oder Energie von sich bewegenden Partikeln. Dieser Begriff wird als mittlerer freier Pfad bezeichnet, da er als Durchschnittswert berechnet wird. Der mittlere freie Weg kann unter Verwendung der kinetischen Theorie geschätzt werden. Die kinetische Theorie besagt, dass sich Gasmoleküle in ständiger zufälliger Bewegung mit häufigen Kollisionen miteinander befinden. Der mittlere freie Weg wird mit dem Symbol „λ“bezeichnet. Betrachten wir ein Beispiel, um zu verstehen, was gemeiner freier Weg ist.
Abbildung 1: Bewegung eines Gasmoleküls mit Kollisionen zwischen dem Gasmolekül und der Behälterwand.
Mittlere Berechnung des freien Pfades
Der mittlere freie Weg des Gasmoleküls im obigen Bild ist wie folgt angegeben.
λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4
Diese Art der Berechnung ist jedoch nicht möglich, da die Abstände zwischen den einzelnen Kollisionen nicht einfach bestimmt werden können. Daher wird der mittlere freie Pfad wie folgt berechnet.
λ = {c} / Z.
Hier ist {c} die durchschnittliche Geschwindigkeit eines Gasmoleküls und Z die Kollisionsfrequenz. Die Kollisionsfrequenz ist die Geschwindigkeit, mit der zwei Moleküle miteinander kollidieren. Daher ist es gleich 1 / t (t ist die durchschnittliche Zeit zwischen Kollisionen). Dann kann die obige Gleichung wie folgt neu angeordnet werden.
λ = {c} / (1 / t)
λ = {c} t
Was ist Druck?
Druck ist ein wissenschaftlicher Begriff, der verwendet wird, um die Kraft zu benennen, die senkrecht zu einer Oberflächeneinheit ausgeübt wird. Wenn eine Flüssigkeit betrachtet wird, ist der Druck die Spannung an einem Punkt innerhalb einer Flüssigkeit. Die SI-Einheit zur Messung des Drucks ist Pascal (Pa). Der Druck ist mit dem Symbol „P“gekennzeichnet. Es gibt jedoch einige übliche Einheiten, die zum Messen des Drucks verwendet werden. Beispiel: N / m 2 (Newton pro Quadratmeter), psi (Pfundkraft pro Quadratzoll), atm (Atmosphäre), 1/760 atm werden als ein Torr bezeichnet.
Abbildung 2: Druck ist die senkrechte Kraft, die auf eine Oberfläche ausgeübt wird, geteilt durch die Oberfläche, auf die die Kraft ausgeübt wird.
Gleichung zur Druckberechnung
Der Druck kann unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
P = - (F / A)
Wobei p der Druck ist, F die Größe der Kraft ist, die auf einen Bereich von A ausgeübt wird. Es gibt verschiedene Arten von Druck.
- Flüssigkeitsdruck - die Druckkraft auf einen Punkt innerhalb einer Flüssigkeit.
- Explosionsdruck - der Druck, der durch die Entzündung explosiver Gase entsteht.
- Unterdruck - Es gibt bestimmte Bedingungen, unter denen der Druck negativ wird. Beispiel: Wenn die intermolekularen Kräfte zwischen Fluidmolekülen die Abstoßungskräfte überschreiten (die durch thermische Bewegung erzeugt werden).
- Druck eines idealen Gases - Der Druck eines idealen Gases wird mit P = nRT / V berechnet (wobei P der Druck ist, n die Substanzmenge ist, R die universelle Gaskonstante ist, V das Volumen ist und T die ist Temperatur des Gases).
- Dampfdruck - der Dampfdruck, der in einem geschlossenen thermodynamischen System mit seiner flüssigen Phase in Kontakt steht.
Was ist der Unterschied zwischen mittlerem freien Weg und Druck?
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Mittlerer freier Weg gegen Druck |
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| Der mittlere freie Weg ist die durchschnittliche Entfernung, die ein sich bewegendes Teilchen (ein Atom, ein Molekül oder ein Ion) zwischen Kollisionen (aufeinanderfolgende Stöße) zurücklegt. | Druck ist ein wissenschaftlicher Begriff, der verwendet wird, um die Kraft zu benennen, die senkrecht zu einer Oberflächeneinheit ausgeübt wird. |
| Maßeinheit | |
| Der mittlere freie Weg wird als Abstand in Metern gemessen (häufig als Mikrometer - μm verwendet). | Der Druck wird mit der SI-Einheit Pascals (Pa) gemessen. |
| Theorie | |
| Der mittlere freie Weg ist die Entfernung, die ein sich bewegendes Teilchen zurücklegt. | Druck ist die Kraft, die auf eine Flächeneinheit (senkrecht) ausgeübt wird. |
Zusammenfassung - Mittlerer freier Pfad gegen Druck
Der mittlere freie Weg ist der Durchschnitt der Entfernungen, die ein Molekül zwischen Kollisionen während der Bewegung zurücklegt. Druck ist die Kraft, die in senkrechter Richtung auf eine Einheitsfläche ausgeübt wird. Der Hauptunterschied zwischen dem mittleren freien Weg und dem Druck besteht darin, dass der mittlere freie Weg als Abstand in Metern gemessen wird, während der Druck von der SI-Einheit Pascals (Pa) gemessen wird.
