Ključna razlika – srednji slobodni put u odnosu na pritisak
Srednja slobodna putanja je prosječna udaljenost koju pređe pokretni molekul dok se sudara sa drugim molekulima. Dakle, mjeri se mjernim jedinicama dužine. Srednja slobodna putanja se određuje korištenjem prosječne brzine molekula, a učestalost sudara jer je određivanje srednjeg slobodnog puta pomoću udaljenosti teško. Pritisak je naučni termin koji se često koristi. To je okomita sila primijenjena na jediničnu površinu. Ključna razlika između srednjeg slobodnog puta i pritiska je u tome što se srednji slobodni put meri kao udaljenost u metrima, dok se pritisak meri SI jedinicom Paskali (Pa).
Šta je srednji slobodan put?
Srednji slobodni put je prosječna udaljenost koju pređe čestica koja se kreće (atom, molekul ili ion) između sudara (uzastopnih udara). Ovi sudari mijenjaju smjer ili energiju pokretnih čestica. Ovaj izraz se naziva srednjim slobodnim putem jer se izračunava kao prosječna vrijednost. Srednji slobodni put se može procijeniti korištenjem kinetičke teorije. Kinetička teorija kaže da su molekuli plina u stalnom nasumičnom kretanju uz česte sudare jedni s drugima. Srednja slobodna putanja označena je simbolom “λ”. Razmotrimo primjer da shvatimo šta je srednji slobodni put.
Slika 1: Kretanje molekula gasa sa sudarima između molekula gasa i zida posude.
Izračun srednje slobodne putanje
Srednji slobodni put molekula gasa na gornjoj slici je dat kao ispod.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
Međutim, ova vrsta proračuna nije moguća jer se udaljenosti između svakog sudara ne mogu lako odrediti. Dakle, srednji slobodni put se izračunava na sljedeći način.
λ={c} / Z
Ovdje, {c} je prosječna brzina molekula plina, a Z je frekvencija sudara. Frekvencija sudara je brzina kojom se dva molekula sudaraju. Stoga je jednako 1/t (t je prosječno vrijeme između sudara). Tada se gornja jednadžba može preurediti na sljedeći način.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Šta je pritisak?
Pritisak je naučni termin koji se koristi za imenovanje sile primijenjene okomito na jediničnu površinu. Kada se razmatra fluid, pritisak je napon u tački unutar fluida. SI jedinica za mjerenje pritiska je Paskal (Pa). Pritisak je označen simbolom “P”. Međutim, postoji nekoliko uobičajenih jedinica koje se koriste za mjerenje tlaka. Na primjer: N/m2 (njutn po kvadratnom metru), psi (sila funte po kvadratnom inču), atm (atmosfera), 1/760 atma je imenovan kao jedan torr.
Slika 2: Pritisak je okomita sila primijenjena na površinu podijeljena s površinom na koju djeluje sila.
Jednačina za izračunavanje pritiska
Pritisak se može izračunati pomoću sljedeće jednadžbe:
P=– (F/A)
Gde je p pritisak, F je veličina sile koja se primenjuje na površinu od A. Postoji nekoliko vrsta pritiska.
- Pritisak fluida – tlačna sila na tački unutar fluida.
- Pritisak eksplozije – pritisak nastao paljenjem eksplozivnih gasova.
- Negativan pritisak – postoje određeni uslovi u kojima pritisak postaje negativan. Na primjer: kada međumolekulske sile između molekula fluida premašuju sile odbijanja (koje nastaju uslijed termičkog kretanja).
- Pritisak idealnog gasa – pritisak idealnog gasa se izračunava korišćenjem P=nRT/V (gde je P pritisak, n količina supstance, R je univerzalna gasna konstanta, V je zapremina i T je temperatura gasa).
- Pritisak pare – pritisak pare koji je u dodiru sa svojom tečnom fazom u zatvorenom termodinamičkom sistemu.
Koja je razlika između srednjeg slobodnog puta i pritiska?
Mean Free Path vs Pressure |
|
| Srednji slobodni put je prosječna udaljenost koju pređe čestica koja se kreće (atom, molekul ili ion) između sudara (uzastopnih udara). | Pritisak je naučni izraz koji se koristi za imenovanje sile primijenjene okomito na jediničnu površinu. |
| Jedinica mjere | |
| Srednji slobodni put se mjeri kao udaljenost u metrima (često se koristi kao mikrometri – μm). | Pritisak se meri SI jedinicom Paskali (Pa). |
| Teorija | |
| Srednji slobodni put je udaljenost koju pređe čestica koja se kreće. | Pritisak je sila primijenjena na jediničnu površinu (okomito). |
Sažetak – srednji slobodni put vs pritisak
Srednji slobodni put je prosjek udaljenosti koje molekul pređe između sudara tokom kretanja. Pritisak je sila koja se primjenjuje na jediničnu površinu u okomitom smjeru. Ključna razlika između srednjeg slobodnog puta i pritiska je u tome što se srednji slobodni put meri kao udaljenost u metrima dok se pritisak meri SI jedinicom Paskali (Pa).
