Sleutelverskil – gemiddelde vrye pad teen druk
Gemiddelde vrye pad is die gemiddelde afstand wat 'n bewegende molekule afgelê het terwyl dit met ander molekules bots. Gevolglik word dit gemeet deur eenhede van meting van lengte. Die gemiddelde vrye pad word bepaal deur die gemiddelde spoed van 'n molekule te gebruik, en die botsingsfrekwensie aangesien die bepaling van die gemiddelde vrye pad met behulp van die afstande moeilik is. Druk is 'n wetenskaplike term wat dikwels gebruik word. Dit is die loodregte krag wat op 'n eenheidoppervlak toegepas word. Die belangrikste verskil tussen gemiddelde vrye pad en druk is dat gemiddelde vrye pad gemeet word as 'n afstand in meter, terwyl druk gemeet word deur die SI-eenheid Pascals (Pa).
Wat is gemiddelde vrye pad?
Die gemiddelde vrye pad is die gemiddelde afstand afgelê deur 'n bewegende deeltjie ('n atoom, molekule of ioon) tussen botsings (opeenvolgende impakte). Hierdie botsings verander die rigting of energie van bewegende deeltjies. Hierdie term word gemiddelde vrye pad genoem omdat dit as 'n gemiddelde waarde bereken word. Die gemiddelde vrye pad kan met behulp van kinetiese teorie beraam word. Die kinetiese teorie sê dat gasmolekules in konstante willekeurige beweging is met gereelde botsings met mekaar. Die gemiddelde vrye pad word deur die simbool “λ” aangedui. Kom ons kyk na 'n voorbeeld om te verstaan wat die gemiddelde vrye pad is.
Figuur 1: Beweging van 'n gasmolekule met botsings tussen die gasmolekule en die wand van die houer.
Berekening van gemiddelde gratis pad
Die gemiddelde vrye pad van die gasmolekule in bostaande prent word soos hieronder gegee.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
Hierdie tipe berekening is egter nie moontlik nie omdat die afstande tussen elke botsing nie maklik bepaal kan word nie. Gevolglik word die gemiddelde vrye pad soos volg bereken.
λ={c} / Z
Hier is {c} die gemiddelde spoed van 'n gasmolekule en Z is die botsingsfrekwensie. Die botsingsfrekwensie is die tempo waarteen twee molekules met mekaar bots. Daarom is dit gelyk aan 1/t (t is die gemiddelde tyd tussen botsings). Dan kan die bogenoemde vergelyking soos volg herrangskik word.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Wat is druk?
Druk is 'n wetenskaplike term wat gebruik word om die krag wat loodreg op 'n eenheidoppervlakte toegepas word, te noem. Wanneer 'n vloeistof oorweeg word, is die druk die spanning by 'n punt binne 'n vloeistof. Die SI-eenheid om die druk te meet is Pascal (Pa). Die druk word aangedui deur die simbool “P”. Daar is egter 'n paar algemene eenhede wat gebruik word om die druk te meet. Bv: N/m2 (Newton per vierkante meter), psi (die pond-krag per vierkante duim), atm (atmosfeer), 1/760 van atm word as een torr genoem.
Figuur 2: Druk is die loodregte krag wat op 'n oppervlak toegepas word, gedeel deur die oppervlak waarop die krag uitgeoefen word.
Vergelyking vir berekening van druk
Die druk kan met die volgende vergelyking bereken word:
P=– (V/A)
Waar p die druk is, F is die grootte van die krag wat op 'n area van A toegepas word. Daar is verskeie tipes druk.
- Vloeistofdruk – die drukkrag op 'n punt binne 'n vloeistof.
- Ontploffingsdruk – die druk wat veroorsaak word deur die ontsteking van plofbare gasse.
- Negatiewe druk – daar is sekere toestande waar die druk negatief word. Bv: wanneer die intermolekulêre kragte tussen vloeistofmolekules die afstootkragte oorskry (wat geskep word as gevolg van termiese beweging).
- Druk van 'n ideale gas – die druk van 'n ideale gas word bereken deur P=nRT/V (waarin P die druk is, n die hoeveelheid stof is, R die universele gaskonstante is, V die volume en T is die temperatuur van die gas).
- Dampdruk – die druk van damp wat in kontak is met sy vloeistoffase in 'n geslote termodinamiese stelsel.
Wat is die verskil tussen gemiddelde vrye pad en druk?
Mean Free Path vs Pressure |
|
| Gemiddelde vrye pad is die gemiddelde afstand afgelê deur 'n bewegende deeltjie ('n atoom, molekule of ioon) tussen botsings (opeenvolgende impakte). | Druk is 'n wetenskaplike term wat gebruik word om die krag wat loodreg op 'n eenheidoppervlakte toegepas word, te noem. |
| Meeteenheid | |
| Gemiddelde vrye pad word gemeet as 'n afstand in meter (dikwels gebruik as mikrometers – μm). | Druk word gemeet deur die SI-eenheid Pascals (Pa). |
| Teorie | |
| Gemiddelde vrye pad is die afstand afgelê deur 'n bewegende deeltjie. | Druk is die krag wat op 'n eenheidsarea (loodreg) toegepas word. |
Opsomming – Gemiddelde vrye pad teen druk
Gemiddelde vrye pad is die gemiddelde afstande wat 'n molekule afgelê het tussen botsings tydens beweging. Druk is die krag wat op 'n eenheidsoppervlakte in 'n loodregte rigting toegepas word. Die sleutelverskil tussen gemiddelde vrye pad en druk is dat gemiddelde vrye pad gemeet word as 'n afstand in meter, terwyl druk gemeet word deur die SI-eenheid Pascals (Pa).
