Différence entre le libre parcours et la pression moyennes

Sarah Andre

Différence clé - chemin libre moyen vs pression

Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une molécule mobile tout en entrant en collision avec d'autres molécules. Par conséquent, il est mesuré par des unités de mesure de la longueur. Le libre parcours moyen est déterminé en utilisant la vitesse moyenne d'une molécule, et la fréquence de collision depuis la détermination du libre parcours moyen en utilisant les distances est difficile. La pression est un terme scientifique qui est souvent utilisé. C'est la force perpendiculaire appliquée sur une surface unitaire. La principale différence entre le libre parcours et la pression moyens est que Le libre parcours moyen est Mesuré sous forme de distance en mètres tandis que la pression est mesurée par les pascals d'unité SI (PA).

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que le libre parcours méchant
3. Qu'est-ce que la pression
4. Comparaison côte à côte - trajet libre moyen vs pression sous forme tabulaire
6. Résumé

Qu'est-ce que le libre parcours méchant?

Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une particule mobile (un atome, une molécule ou un ion) entre les collisions (impacts successifs). Ces collisions modifient la direction ou l'énergie des particules en mouvement. Ce terme est appelé libre chemin de libre car il est calculé comme une valeur moyenne. Le libre parcours moyen peut être estimé en utilisant la théorie cinétique. La théorie cinétique indique que les molécules de gaz sont en mouvement aléatoire constant avec des collisions fréquentes les unes avec les autres. Le libre parcours moyen est indiqué par le symbole «λ». Considérons un exemple pour comprendre ce qu'est le libre parcours.

Figure 1: Mouvement d'une molécule de gaz avec des collisions entre la molécule de gaz et la paroi du conteneur.

Calcul moyen du chemin de libre

Le libre parcours moyen de la molécule de gaz dans l'image ci-dessus est donné comme ci-dessous.

λ = (d1 + d2 + d3 + d4) / 4

Cependant, ce type de calcul n'est pas possible car les distances entre chaque collision ne peuvent pas être déterminées facilement. Par conséquent, le libre parcours moyen est calculé comme suit.

λ = c / z

Ici, C est la vitesse moyenne d'une molécule de gaz et Z est la fréquence de collision. La fréquence de collision est la vitesse à laquelle deux molécules entrent en collision. Par conséquent, il est égal à 1 / T (T est le temps moyen entre les collisions). Alors l'équation ci-dessus peut être réorganisée comme suit.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Qu'est-ce que la pression?

La pression est un terme scientifique utilisé pour nommer la force appliquée perpendiculaire à une surface unitaire. Lorsqu'un liquide est considéré, la pression est la contrainte à un point dans un fluide. L'unité SI de mesurer la pression est Pascal (PA). La pression est indiquée par le symbole «P». Cependant, il existe plusieurs unités communes utilisées pour mesurer la pression. Ex: n / m² (Newton par mètre carré), PSI (la force de livre par pouce carré), ATM (atmosphère), 1/760 d'ATM est nommé comme un Torr.

Figure 2: La pression est la force perpendiculaire appliquée sur une surface divisée par la surface sur laquelle la force est exercée.

Équation pour le calcul de la pression

La pression peut être calculée en utilisant l'équation suivante:

P = - (f / a)

Où p est la pression, f est l'ampleur de la force s'applique sur une zone de. Il existe plusieurs types de pression.

Pression fluide - la force de compression sur un point dans un fluide.
Pression d'explosion - La pression a entraîné l'allumage des gaz explosifs.
Pression négative - Il y a certaines conditions où la pression devient négative. Ex: lorsque les forces intermoléculaires entre les molécules de fluide dépassent les forces répulsives (qui est créée en raison du mouvement thermique).
Pression d'un gaz idéal - La pression d'un gaz idéal est calculée en utilisant p = nrt / v (dans lequel p est la pression, n est la quantité de substance, R est la constante de gaz universelle, V est le volume et t est la température du gaz).
La pression de vapeur - La pression de vapeur qui est en contact avec sa phase liquide dans un système thermodynamique fermé.

Quelle est la différence entre le libre parcours et la pression moyennes?

Moyenne libre trajectoire vs pression
Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une particule mobile (un atome, une molécule ou un ion) entre les collisions (impacts successifs).	La pression est un terme scientifique utilisé pour nommer la force appliquée perpendiculaire à une surface unitaire.
Unité de mesure
Le libre parcours moyen est mesuré comme une distance en mètres (souvent utilisé comme micromètres - μm).	La pression est mesurée par l'unité SI Pascals (PA).
Théorie
Le libre parcours moyen est la distance parcourue par une particule en mouvement.	La pression est la force appliquée sur une zone unitaire (perpendiculairement).

Résumé - Free chemins moyen vs pression

Le libre parcours moyen est la moyenne des distances parcourues par une molécule entre les collisions pendant le mouvement. La pression est la force appliquée sur une surface unitaire dans une direction perpendiculaire. La principale différence entre le libre parcours et la pression moyens est que le libre parcours moyen est mesuré comme une distance en mètres tandis que la pression est mesurée par les Pascals d'unité SI (PA).

Référence:

1. «Mean Free Track.”Chemistry LibreTexts, LibreTexts, 21 juillet 2016, disponible ici.
2. «Mean Free Track.»Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 février. 2018, disponible ici.
3. «Mean Free Track.«Moyenne libre cheminement, collisions moléculaires, disponibles ici.