Differenza tra il percorso libero medio e la pressione

Differenza chiave - Via libera media contro pressione
 

Il percorso libero medio è la distanza media percorsa da una molecola in movimento mentre si scontrano con altre molecole. Quindi, è misurato da unità di misura della lunghezza. Il percorso libero medio è determinato utilizzando la velocità media di una molecola e la frequenza di collisione dal momento della determinazione del percorso libero medio utilizzando le distanze è difficile. La pressione è un termine scientifico che viene spesso utilizzato. È la forza perpendicolare applicata su una superficie unitaria. La differenza chiave tra il percorso libero medio e la pressione è quella il percorso libero medio è misurato come distanza in metri mentre la pressione è misurata dall'unità SI Pascal (Pa).

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è il percorso libero medio
3. Cos'è la pressione
4. Confronto affiancato - Percorso libero medio contro pressione in forma tabulare
6. Sommario

Cos'è il percorso libero medio?

Il percorso libero medio è la distanza media percorsa da una particella in movimento (un atomo, una molecola o uno ione) tra collisioni (impatti successivi). Queste collisioni modificano la direzione o l'energia delle particelle in movimento. Questo termine è chiamato percorso libero medio perché è calcolato come valore medio. Il percorso libero medio può essere stimato utilizzando la teoria cinetica. La teoria cinetica afferma che le molecole di gas sono in costante movimento casuale con frequenti collisioni tra loro. Il percorso libero medio è indicato dal simbolo "λ". Prendiamo in considerazione un esempio per capire che cosa significa il percorso libero.

Figura 1: movimento di una molecola di gas con collisioni tra la molecola del gas e la parete del contenitore.

Calcolo del percorso libero medio

Il percorso libero medio della molecola del gas nell'immagine sopra è dato come sotto.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Tuttavia, questo tipo di calcolo non è possibile perché le distanze tra ogni collisione non possono essere determinate facilmente. Quindi, il percorso libero medio è calcolato come segue.

λ = c / Z

Qui, c è la velocità media di una molecola di gas e Z è la frequenza di collisione. La frequenza di collisione è la velocità con cui due molecole si scontrano tra loro. Pertanto, è pari a 1 / t (t è il tempo medio tra le collisioni). Quindi l'equazione precedente può essere riorganizzata come segue.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Cos'è la pressione?

La pressione è un termine scientifico usato per denominare la forza applicata perpendicolarmente ad una superficie unitaria. Quando si considera un fluido, la pressione è lo stress in un punto all'interno di un fluido. L'unità SI di misurazione della pressione è Pascal (Pa). La pressione è indicata dal simbolo "P". Tuttavia, ci sono alcune unità comuni usate per misurare la pressione. Es: N / m² (Newton per metro quadrato), psi (la libbra-forza per pollice quadrato), atm (atmosfera), 1/760 di atm è chiamato come uno torr.

Figura 2: La pressione è la forza perpendicolare applicata su una superficie divisa per l'area superficiale su cui viene esercitata la forza.

Equazione per il calcolo della pressione

La pressione può essere calcolata usando la seguente equazione:

P = - (F / A)

Dove p è la pressione, F è la grandezza della forza applicata su un'area di A. Esistono diversi tipi di pressione.

1. Pressione del fluido - la forza di compressione su un punto all'interno di un fluido.
2. Pressione di esplosione - la pressione è risultata dall'accensione di gas esplosivi.
3. Pressione negativa - ci sono determinate condizioni in cui la pressione diventa negativa. Es: quando le forze intermolecolari tra le molecole di fluido superano le forze repulsive (che si creano a causa del moto termico).
4. Pressione di un gas ideale - la pressione di un gas ideale viene calcolata usando P = nRT / V (in cui P è la pressione, n è la quantità di sostanza, R è la costante di gas universale, V è il volume e T è la temperatura del gas).
5. Pressione del vapore - la pressione del vapore che è in contatto con la sua fase liquida in un sistema termodinamico chiuso.

Qual è la differenza tra il percorso libero medio e la pressione?

Mean Path libero vs Pressure
Il percorso libero medio è la distanza media percorsa da una particella in movimento (un atomo, una molecola o uno ione) tra collisioni (impatti successivi).	La pressione è un termine scientifico usato per denominare la forza applicata perpendicolare ad una superficie unitaria.
Unità di misura
Il percorso libero medio è misurato come una distanza in metri (spesso usato come micrometri - μm).	La pressione è misurata dall'unità SI Pascal (Pa).
Teoria
Il percorso libero medio è la distanza percorsa da una particella in movimento.	La pressione è la forza applicata su un'area unitaria (perpendicolarmente).

Riassunto - Via libera media contro pressione

Il percorso libero medio è la media delle distanze percorse da una molecola tra le collisioni durante il movimento. La pressione è la forza applicata su una superficie unitaria in una direzione perpendicolare. La differenza chiave tra il percorso libero medio e la pressione è che il percorso libero medio è misurato come una distanza in metri mentre la pressione è misurata dall'unità SI Pascal (Pa).

Riferimento:

1. "Mean Free Path." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 luglio 2016, Disponibile qui.
2. "Via libera media". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 febbraio 2018, Disponibile qui.
3. "Percorso libero medio". Percorso libero medio, collisioni molecolari, Disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Area della forza di pressione" di Klaus-Dieter Keller - Opera propria (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia