Différence entre chemin libre moyen et pression

Différence clé - chemin libre moyen vs pression

Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une molécule en mouvement tout en entrant en collision avec d'autres molécules. Par conséquent, il est mesuré en unités de mesure de longueur. Le libre parcours moyen est déterminé à l'aide de la vitesse moyenne d'une molécule et la fréquence des collisions depuis la détermination du libre parcours moyen à l'aide des distances est difficile. La pression est un terme scientifique souvent utilisé. C'est la force perpendiculaire appliquée sur une unité de surface. La principale différence entre le libre parcours moyen et la pression est que chemin libre moyen est mesurée en distance en mètres alors que la pression est mesurée par l'unité SI Pascals (Pa).

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Quel est le chemin libre moyen
3. Quelle est la pression
4. Comparaison côte à côte - chemin libre moyen vs pression sous forme tabulaire
6. Résumé

Quel est le chemin libre moyen?

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

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

Calcul en voie libre moyenne

Le libre parcours moyen de la molécule de gaz dans l'image ci-dessus est donné 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 des collisions. La fréquence de collision est la vitesse à laquelle deux molécules se heurtent. Par conséquent, il est égal à 1 / t (t est le temps moyen entre les collisions). Ensuite, l'équation ci-dessus peut être réorganisée comme suit.

λ = c / (1 / t)

λ = c t

Quelle est la pression?

La pression est un terme scientifique utilisé pour nommer la force appliquée perpendiculairement à une unité de surface. Quand un fluide est considéré, la pression est la contrainte en un point dans un fluide. L'unité SI de mesure de la pression est le 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 la livre par pouce carré), atm (atmosphère), 1/760 d’atmosphère correspond à 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 à l'aide de l'équation suivante:

P = - (F / A)

Où p est la pression, F est la magnitude de la force appliquée sur une zone de A. Il existe plusieurs types de pression.

Pression de fluide - la force de compression sur un point dans un fluide.
Pression d'explosion - la pression résultant de l'inflammation de 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 (créées par le 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 du gaz universel, V est le volume et T est la température du gaz).
La pression de vapeur - la pression de vapeur en contact avec sa phase liquide dans un système thermodynamique fermé.

Quelle est la différence entre chemin libre moyen et pression?

Moyenne voie libre vs pression
Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une particule en mouvement (un atome, une molécule ou un ion) entre des collisions (impacts successifs).	La pression est un terme scientifique utilisé pour nommer la force appliquée perpendiculairement à une unité de surface..
Unité de mesure
Le parcours libre moyen est mesuré en distance en mètres (souvent utilisé en 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 unité de surface (perpendiculairement).

Résumé - Voie libre moyenne vs pression

Le libre parcours moyen est la moyenne des distances parcourues par une molécule entre des collisions pendant un mouvement. La pression est la force appliquée sur une unité de surface dans une direction perpendiculaire. La principale différence entre le libre parcours moyen et la pression réside dans le fait que le libre parcours moyen est mesuré en distance en mètres alors que la pression est mesurée en unités SI Pascals (Pa).

Référence:

1. “Mean Free Path.” Chimie, Textes libres, Libretexts, 21 juillet 2016, Disponible ici.
2. «Mean free path.». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 février 2018., Disponible ici.
3. «Voie libre moyenne». Voie libre moyenne, collisions moléculaires, Disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. «Zone de force de pression» de Klaus-Dieter Keller - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons

Chimie physique