Разница между средней длиной свободного пробега и давлением

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое отличие - средняя длина свободного пробега в зависимости от давления

Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, которое движущаяся молекула преодолевает при столкновении с другими молекулами. Следовательно, он измеряется в единицах измерения длины. Длина свободного пробега определяется с использованием средней скорости молекулы и частоты столкновений, поскольку определение длины свободного пробега с использованием расстояний затруднительно. Давление - это научный термин, который часто используется. Это перпендикулярная сила, приложенная к единице площади поверхности. Ключевое различие между средней длиной свободного пробега и давлением состоит в том, что длина свободного пробега измеряется как расстояние в метрах, тогда как давление измеряется в единицах СИ - паскалях (Па).

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия

2. Что такое средний свободный пробег

3. Что такое давление

4. Параллельное сравнение - средний свободный пробег по сравнению с давлением в табличной форме

6. Резюме

Что такое средний свободный путь?

Длина свободного пробега - это среднее расстояние, пройденное движущейся частицей (атомом, молекулой или ионом) между столкновениями (последовательными ударами). Эти столкновения изменяют направление или энергию движущихся частиц. Этот термин называется средней длиной свободного пробега, потому что он рассчитывается как среднее значение. Длину свободного пробега можно оценить с помощью кинетической теории. Кинетическая теория утверждает, что молекулы газа находятся в постоянном беспорядочном движении с частыми столкновениями друг с другом. Длина свободного пробега обозначается символом «λ». Давайте рассмотрим пример, чтобы понять, что такое средний свободный пробег.

Рисунок 1: Движение молекулы газа при столкновении молекулы газа со стенкой емкости.

Расчет средней длины свободного пробега

Длина свободного пробега молекулы газа на изображении выше дана ниже.

λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4

Однако этот тип расчета невозможен, потому что расстояние между каждым столкновением не может быть легко определено. Следовательно, длина свободного пробега рассчитывается следующим образом.

λ = {c} / Z

Здесь {c} - средняя скорость молекулы газа, а Z - частота столкновений. Частота столкновений - это скорость, с которой две молекулы сталкиваются друг с другом. Следовательно, оно равно 1 / t (t - среднее время между столкновениями). Тогда приведенное выше уравнение можно переформулировать следующим образом.

λ = {c} / (1 / t)

λ = {c} t

Что такое давление?

Давление - это научный термин, используемый для обозначения силы, действующей перпендикулярно единице площади поверхности. Когда рассматривается жидкость, давление - это напряжение в точке внутри жидкости. Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па). Давление обозначается символом «P». Однако есть несколько общих единиц измерения давления. Пример: Н / м ² (Ньютон на квадратный метр), psi (фунт-сила на квадратный дюйм), атм (атмосфера), 1/760 атм обозначается как один торр.

Рисунок 2: Давление - это перпендикулярная сила, приложенная к поверхности, деленная на площадь поверхности, на которую действует сила.

Уравнение для расчета давления

Давление можно рассчитать по следующей формуле:

P = - (F / A)

Где p - давление, F - величина силы, приложенной к области A. Существует несколько типов давления.

1. Давление жидкости - сила сжатия в точке внутри жидкости.
2. Давление взрыва - давление в результате воспламенения взрывоопасных газов.
3. Отрицательное давление - при определенных условиях давление становится отрицательным. Пример: когда межмолекулярные силы между молекулами жидкости превышают силы отталкивания (которые создаются из-за теплового движения).
4. Давление идеального газа - давление идеального газа рассчитывается с использованием P = nRT / V (в котором P - давление, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, V - объем, а T - величина температура газа).
5. Давление пара - давление пара, который соприкасается с жидкой фазой в замкнутой термодинамической системе.

В чем разница между средней длиной свободного пробега и давлением?

Различать статью в середине перед таблицей

Средняя длина свободного пробега в зависимости от давления
Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, которое движущаяся частица (атом, молекула или ион) проходит между столкновениями (последовательными ударами).	Давление - это научный термин, используемый для обозначения силы, действующей перпендикулярно единице площади поверхности.
Единица измерения
Длина свободного пробега измеряется как расстояние в метрах (часто используется как микрометры - мкм).	Давление измеряется в единицах СИ Паскали (Па).
Теория
Длина свободного пробега - это расстояние, которое проходит движущаяся частица.	Давление - это сила, приложенная к единице площади (перпендикулярно).

Резюме - средняя длина свободного пробега в зависимости от давления

Длина свободного пробега - это среднее расстояние, которое проходит молекула между столкновениями во время движения. Давление - это сила, приложенная к единице площади в перпендикулярном направлении. Ключевое различие между средней длиной свободного пробега и давлением состоит в том, что длина свободного пробега измеряется как расстояние в метрах, тогда как давление измеряется в единицах СИ - паскалях (Па).