Ključna razlika – srednji slobodni put u odnosu na pritisak
Prosječni slobodni put je prosječna udaljenost koju prijeđe molekula u kretanju tijekom sudara s drugim molekulama. Dakle, mjeri se mjernim jedinicama duljine. Srednji slobodni put se određuje pomoću prosječne brzine molekule, a učestalost sudara budući da je određivanje srednjeg slobodnog puta korištenjem udaljenosti teško. Pritisak je znanstveni pojam koji se često koristi. To je okomita sila primijenjena na jedinicu površine. Ključna razlika između srednjeg slobodnog puta i tlaka je u tome što se srednji slobodni put mjeri kao udaljenost u metrima, dok se tlak mjeri SI jedinicom Pascals (Pa).
Što je Mean Free Path?
Prosječni slobodni put prosječna je udaljenost koju prijeđe pokretna čestica (atom, molekula ili ion) između sudara (uzastopnih udara). Ovi sudari mijenjaju smjer ili energiju pokretnih čestica. Ovaj izraz se naziva srednji slobodni put jer se izračunava kao prosječna vrijednost. Srednji slobodni put može se procijeniti pomoću kinetičke teorije. Kinetička teorija tvrdi da su molekule plina u stalnom nasumičnom gibanju s čestim međusobnim sudarima. Srednji slobodni put označen je simbolom "λ". Razmotrimo primjer da bismo razumjeli što je srednji slobodni put.
Slika 1: Gibanje molekule plina sa sudarima između molekule plina i stijenke spremnika.
Izračun srednjeg slobodnog puta
Prosječni slobodni put molekule plina na gornjoj slici dan je kao ispod.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
Međutim, ova vrsta izračuna nije moguća jer se udaljenosti između svakog sudara ne mogu lako odrediti. Stoga se srednji slobodni put izračunava na sljedeći način.
λ={c} / Z
Ovdje je {c} prosječna brzina molekule plina, a Z je frekvencija sudara. Frekvencija sudara je brzina kojom se dvije molekule sudaraju jedna s drugom. Stoga je jednak 1/t (t je prosječno vrijeme između sudara). Zatim se gornja jednadžba može preurediti na sljedeći način.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Što je tlak?
Tlak je znanstveni izraz koji se koristi za naziv sile koja se primjenjuje okomito na jedinicu površine. Kada se razmatra tekućina, tlak je naprezanje u točki unutar tekućine. SI jedinica za mjerenje tlaka je Pascal (Pa). Tlak je označen simbolom "P". Međutim, postoji nekoliko uobičajenih jedinica koje se koriste za mjerenje tlaka. Primjer: N/m2 (Newton po kvadratnom metru), psi (funta-sila po kvadratnom inču), atm (atmosfera), 1/760 atm naziva se kao jedan torr.
Slika 2: Tlak je okomita sila koja se primjenjuje na površinu podijeljena s površinom na koju sila djeluje.
Jednadžba za izračun tlaka
Tlak se može izračunati pomoću sljedeće jednadžbe:
P=– (F/A)
Gdje je p pritisak, F je veličina sile koja djeluje na površinu od A. Postoji nekoliko vrsta pritiska.
- Tlak tekućine – sila pritiska na točku unutar tekućine.
- Tlak eksplozije – tlak koji nastaje paljenjem eksplozivnih plinova.
- Negativni tlak – postoje određeni uvjeti u kojima tlak postaje negativan. Primjer: kada međumolekularne sile između molekula tekućine premašuju odbojne sile (koje nastaju uslijed toplinskog gibanja).
- Tlak idealnog plina – tlak idealnog plina izračunava se pomoću P=nRT/V (gdje je P tlak, n količina tvari, R univerzalna plinska konstanta, V je volumen i T je temperatura plina).
- Tlak pare – tlak pare koja je u dodiru sa svojom tekućom fazom u zatvorenom termodinamičkom sustavu.
Koja je razlika između srednjeg slobodnog puta i tlaka?
Prosječni slobodni put u odnosu na tlak |
|
| Srednji slobodni put je prosječna udaljenost koju prijeđe pokretna čestica (atom, molekula ili ion) između sudara (uzastopnih udara). | Tlak je znanstveni izraz koji se koristi za označavanje sile koja se primjenjuje okomito na jedinicu površine. |
| Mjerna jedinica | |
| Srednji slobodni put mjeri se kao udaljenost u metrima (često se koriste kao mikrometri – μm). | Tlak se mjeri SI jedinicom Pascals (Pa). |
| Teorija | |
| Srednji slobodni put je udaljenost koju prijeđe pokretna čestica. | Tlak je sila koja se primjenjuje na jedinicu površine (okomito). |
Sažetak – srednji slobodni put u odnosu na pritisak
Prosječni slobodni put je prosjek udaljenosti koju prijeđe molekula između sudara tijekom gibanja. Tlak je sila koja se primjenjuje na jedinicu površine u okomitom smjeru. Ključna razlika između srednjeg slobodnog puta i tlaka je u tome što se srednji slobodni put mjeri kao udaljenost u metrima, dok se tlak mjeri SI jedinicom Pascals (Pa).
