Diferença Chave - Caminho Livre Médio vs Pressão
Caminho livre médio é a distância média percorrida por uma molécula em movimento enquanto colide com outras moléculas. Portanto, é medido por unidades de medida de comprimento. O caminho livre médio é determinado usando a velocidade média de uma molécula, e a frequência de colisão, pois é difícil determinar o caminho livre médio usando as distâncias. Pressão é um termo científico que é frequentemente usado. É a força perpendicular aplicada em uma área de superfície unitária. A principal diferença entre o caminho livre médio e a pressão é que o caminho livre médio é medido como uma distância em metros, enquanto a pressão é medida pela unidade SI Pascals (Pa).
O que é caminho livre médio?
O caminho livre médio é a distância média percorrida por uma partícula em movimento (um átomo, molécula ou íon) entre colisões (impactos sucessivos). Essas colisões modificam a direção ou a energia das partículas em movimento. Esse termo é chamado de caminho livre médio porque é calculado como um valor médio. O caminho livre médio pode ser estimado usando a teoria cinética. A teoria cinética afirma que as moléculas de gás estão em constante movimento aleatório com colisões frequentes entre si. O caminho livre médio é indicado pelo símbolo “λ”. Vamos considerar um exemplo para entender o que é o caminho livre médio.
Figura 1: Movimento de uma molécula de gás com colisões entre a molécula de gás e a parede do recipiente.
Cálculo do caminho livre médio
O caminho livre médio da molécula de gás na imagem acima é dado como abaixo.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
No entanto, este tipo de cálculo não é possível porque as distâncias entre cada colisão não podem ser determinadas facilmente. Portanto, o caminho livre médio é calculado da seguinte forma.
λ={c} / Z
Aqui, {c} é a velocidade média de uma molécula de gás e Z é a frequência de colisão. A frequência de colisão é a taxa na qual duas moléculas colidem umas com as outras. Portanto, é igual a 1/t (t é o tempo médio entre colisões). Então a equação acima pode ser reorganizada da seguinte forma.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
O que é Pressão?
Pressão é um termo científico usado para denominar a força aplicada perpendicularmente a uma área de superfície unitária. Quando um fluido é considerado, a pressão é a tensão em um ponto dentro de um fluido. A unidade SI para medir a pressão é Pascal (Pa). A pressão é indicada pelo símbolo “P”. No entanto, existem várias unidades comuns usadas para medir a pressão. Ex: N/m2 (Newton por metro quadrado), psi (libra-força por polegada quadrada), atm (atmosfera), 1/760 de atm é denominado como um torr.
Figura 2: Pressão é a força perpendicular aplicada em uma superfície dividida pela área da superfície na qual a força é exercida.
Equação para Cálculo de Pressão
A pressão pode ser calculada usando a seguinte equação:
P=– (F/A)
Onde p é a pressão, F é a magnitude da força aplicada em uma área de A. Existem vários tipos de pressão.
- Pressão do fluido – a força de compressão em um ponto dentro de um fluido.
- Pressão de explosão – a pressão resultante da ignição de gases explosivos.
- Pressão negativa – existem certas condições em que a pressão se torna negativa. Ex: quando as forças intermoleculares entre as moléculas do fluido excedem as forças repulsivas (que são criadas devido ao movimento térmico).
- Pressão de um gás ideal – a pressão de um gás ideal é calculada usando P=nRT/V (em que P é a pressão, n é a quantidade de substância, R é a constante universal do gás, V é a volume e T é a temperatura do gás).
- Pressão de vapor – a pressão do vapor que está em contato com sua fase líquida em um sistema termodinâmico fechado.
Qual é a diferença entre o caminho livre médio e a pressão?
Caminho Livre Médio vs Pressão |
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| Caminho livre médio é a distância média percorrida por uma partícula em movimento (um átomo, molécula ou íon) entre colisões (impactos sucessivos). | Pressão é um termo científico usado para nomear a força aplicada perpendicularmente a uma unidade de área de superfície. |
| Unidade de Medida | |
| O caminho livre médio é medido como uma distância em metros (frequentemente usado como micrômetros – μm). | A pressão é medida pela unidade SI Pascals (Pa). |
| Teoria | |
| Caminho livre médio é a distância percorrida por uma partícula em movimento. | Pressão é a força aplicada em uma unidade de área (perpendicularmente). |
Resumo – Caminho Livre Médio vs Pressão
Caminho livre médio é a média das distâncias percorridas por uma molécula entre colisões durante o movimento. A pressão é a força aplicada em uma área de superfície unitária em uma direção perpendicular. A principal diferença entre o caminho livre médio e a pressão é que o caminho livre médio é medido como uma distância em metros, enquanto a pressão é medida pela unidade SI Pascals (Pa).
