Klíčový rozdíl - střední volná cesta vs. tlak
Střední volná cesta je průměrná vzdálenost uražená pohybující se molekulou při srážce s jinými molekulami. Proto se měří měrnými jednotkami délky. Střední volná dráha se určuje pomocí průměrné rychlosti molekuly a kolizní frekvence, protože stanovení střední volné dráhy pomocí vzdáleností je obtížné. Tlak je vědecký termín, který se často používá. Je to kolmá síla působící na jednotku povrchu. Klíčový rozdíl mezi střední volnou cestou a tlakem spočívá v tom, že střední volná cesta se měří jako vzdálenost v metrech, zatímco tlak se měří jednotkou SI Pascals (Pa).
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to střední volná cesta
3. Co je tlak
4. Porovnání vedle sebe - střední volná cesta vs tlak ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je Mean Free Path?
Střední volná cesta je průměrná vzdálenost, kterou urazila pohybující se částice (atom, molekula nebo iont) mezi srážkami (následné nárazy). Tyto srážky mění směr nebo energii pohybujících se částic. Tento termín se nazývá střední volná cesta, protože se počítá jako průměrná hodnota. Střední volnou cestu lze odhadnout pomocí kinetické teorie. Kinetická teorie uvádí, že molekuly plynu jsou v neustálém náhodném pohybu s častými kolizemi. Střední volná cesta je označena symbolem „λ“. Uvažujme příklad, abychom pochopili, co znamená volná cesta.
Obrázek 1: Pohyb molekuly plynu se srážkami mezi molekulou plynu a stěnou nádoby.
Výpočet střední volné cesty
Střední volná dráha molekuly plynu ve výše uvedeném obrázku je uvedena níže.
λ = (D1 + D2 + D3 + D4) / 4
Tento typ výpočtu však není možný, protože vzdálenosti mezi každou srážkou nelze snadno určit. Střední volná cesta se tedy vypočítá následovně.
λ = {c} / Z
Zde {c} je průměrná rychlost molekuly plynu a Z je srážková frekvence. Frekvence kolize je rychlost, s níž se dvě molekuly srazí navzájem. Proto se rovná 1 / t (t je průměrná doba mezi srážkami). Poté lze výše uvedenou rovnici přeskupit následujícím způsobem.
λ = {c} / (1 / t)
λ = {c} t
Co je to tlak?
Tlak je vědecký termín používaný k pojmenování síly působící kolmo na jednotku povrchu. Když se vezme v úvahu tekutina, tlak je napětí v bodě uvnitř tekutiny. Jednotkou SI pro měření tlaku je Pascal (Pa). Tlak je označen symbolem „P“. Existuje však několik běžných jednotek používaných k měření tlaku. Příklad: N / m 2 (Newton na metr čtvereční), psi (síla libry na čtvereční palec), atm (atmosféra), 1/760 atm je pojmenován jako jeden torr.
Obrázek 2: Tlak je kolmá síla působící na povrch dělená povrchovou plochou, na kterou síla působí.
Rovnice pro výpočet tlaku
Tlak lze vypočítat pomocí následující rovnice:
P = - (F / A)
Kde p je tlak, F je velikost síly působící na oblast A. Existuje několik druhů tlaku.
- Tlak kapaliny - tlaková síla v bodě v kapalině.
- Tlak exploze - tlak vzniklý vznícením výbušných plynů.
- Záporný tlak - existují určité podmínky, kdy se tlak stává záporným. Příklad: když mezimolekulární síly mezi molekulami tekutiny přesahují odpudivé síly (které jsou vytvářeny v důsledku tepelného pohybu).
- Tlak ideálního plynu - tlak ideálního plynu se vypočítá pomocí P = nRT / V (kde P je tlak, n je množství látky, R je univerzální plynová konstanta, V je objem a T je teplota plynu).
- Tlak páry - tlak páry, která je v kontaktu s kapalnou fází v uzavřeném termodynamickém systému.
Jaký je rozdíl mezi střední volnou cestou a tlakem?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Střední volná cesta vs tlak |
|
| Střední volná cesta je průměrná vzdálenost, kterou urazí pohybující se částice (atom, molekula nebo iont) mezi srážkami (následné nárazy). | Tlak je vědecký termín používaný k pojmenování síly působící kolmo na jednotku povrchu. |
| Jednotka měření | |
| Střední volná cesta se měří jako vzdálenost v metrech (často se používá jako mikrometry - μm). | Tlak se měří jednotkou SI Pascals (Pa). |
| Teorie | |
| Střední volná cesta je vzdálenost, kterou urazí pohybující se částice. | Tlak je síla působící na jednotku plochy (kolmo). |
Shrnutí - Střední volná cesta vs. tlak
Střední volná dráha je průměr vzdáleností uražených molekulou mezi srážkami během pohybu. Tlak je síla působící na jednotku povrchu v kolmém směru. Klíčový rozdíl mezi střední volnou cestou a tlakem spočívá v tom, že střední volná cesta se měří jako vzdálenost v metrech, zatímco tlak se měří jednotkou SI Pascals (Pa).
