Différence clé - libre parcours moyen vs pression
Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une molécule en mouvement lorsqu'elle entre en collision avec d'autres molécules. Par conséquent, il est mesuré par des unités de mesure de longueur. Le libre parcours moyen est déterminé à l'aide de la vitesse moyenne d'une molécule et de la fréquence de collision car il est difficile de déterminer le libre parcours moyen à l'aide des distances. La pression est un terme scientifique souvent utilisé. C'est la force perpendiculaire appliquée sur une unité de surface. le différence clé entre le libre parcours moyen et la pression est que le libre parcours moyen est mesuré comme une distance en mètres tandis que la pression est mesurée par l'unité SI Pascals (Pa).
Qu'est-ce que le libre parcours moyen ?
Le libre parcours moyen est la distance moyenne parcourue par une particule en mouvement (atome, molécule ou ion) entre collisions (impacts successifs). Ces collisions modifient la direction ou l'énergie des particules en mouvement. Ce terme est appelé libre parcours moyen car il est calculé comme une valeur moyenne. Le libre parcours moyen peut être estimé à l'aide de la théorie cinétique. La théorie cinétique stipule que les molécules de gaz sont en mouvement aléatoire constant 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 le chemin libre.
Figure 1: Mouvement d'une molécule de gaz avec collisions entre la molécule de gaz et la paroi du conteneur.
Calcul du libre parcours moyen
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 de collision. La fréquence de collision est la vitesse à laquelle deux molécules entrent en collision. Il est donc égal à 1/t (t est le temps moyen entre collisions). Ensuite, 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 désigner la force appliquée perpendiculairement à une unité de surface. Lorsqu'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 livre-force 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 à l'aide de l'équation suivante:
P=– (F/A)
Où p est la pression, F est l'amplitude 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 (qui sont créées en raison du mouvement thermique).
- Pression d'un gaz parfait - la pression d'un gaz parfait est calculée en utilisant P=nRT/V (où P est la pression, n est la quantité de substance, R est la constante universelle des gaz, V est la volume et T est la température du gaz).
- 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 moyen et la pression ?
Libre parcours moyen vs pression |
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| 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 désigner la force appliquée perpendiculairement à une unité de surface. |
| 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 unité de surface (perpendiculairement). |
Résumé - Libre parcours 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 unité de surface dans une direction perpendiculaire. La principale différence entre le libre parcours moyen et la pression est que le libre parcours moyen est mesuré comme une distance en mètres tandis que la pression est mesurée par l'unité SI Pascals (Pa).
