Perbedaan Kunci – Rata-rata Jalur Bebas vs Tekanan
Jalan bebas rata-rata adalah jarak rata-rata yang ditempuh oleh molekul yang bergerak saat bertabrakan dengan molekul lain. Oleh karena itu, diukur dengan satuan ukuran panjang. Jalur bebas rata-rata ditentukan dengan menggunakan kecepatan rata-rata molekul, dan frekuensi tumbukan karena menentukan jalur bebas rata-rata menggunakan jarak sulit. Tekanan adalah istilah ilmiah yang sering digunakan. Ini adalah gaya tegak lurus yang diterapkan pada luas permukaan satuan. Perbedaan utama antara jalur bebas rata-rata dan tekanan adalah jalur bebas rata-rata diukur sebagai jarak dalam meter sedangkan tekanan diukur dengan satuan SI Pascals (Pa).
Apa itu Mean Free Path?
Jalan bebas rata-rata adalah jarak rata-rata yang ditempuh oleh partikel yang bergerak (atom, molekul, atau ion) antara tumbukan (tumbukan berurutan). Tabrakan ini mengubah arah atau energi partikel yang bergerak. Istilah ini disebut mean free path karena dihitung sebagai nilai rata-rata. Jalur bebas rata-rata dapat diperkirakan dengan menggunakan teori kinetik. Teori kinetik menyatakan bahwa molekul gas berada dalam gerakan acak konstan dengan sering bertabrakan satu sama lain. Jalur bebas rata-rata dilambangkan dengan simbol “λ”. Mari kita perhatikan sebuah contoh untuk memahami apa yang dimaksud dengan jalur bebas.
Gambar 1: Gerak molekul gas dengan tumbukan antara molekul gas dan dinding wadah.
Mean Perhitungan Jalur Bebas
Jalan bebas rata-rata molekul gas pada gambar di atas diberikan seperti di bawah ini.
λ=(D1 + D2 + D3 + D4) /4
Namun, jenis perhitungan ini tidak memungkinkan karena jarak antara setiap tumbukan tidak dapat ditentukan dengan mudah. Oleh karena itu, jalur bebas rata-rata dihitung sebagai berikut.
λ={c} / Z
Di sini, {c} adalah kecepatan rata-rata molekul gas dan Z adalah frekuensi tumbukan. Frekuensi tumbukan adalah tingkat di mana dua molekul saling bertabrakan. Oleh karena itu, sama dengan 1/t (t adalah waktu rata-rata antara tumbukan). Maka persamaan di atas dapat disusun kembali sebagai berikut.
λ={c} / (1/t)
λ={c} t
Apa itu Tekanan?
Tekanan adalah istilah ilmiah yang digunakan untuk menyebut gaya yang diterapkan tegak lurus terhadap luas permukaan satuan. Ketika fluida dipertimbangkan, tekanan adalah tegangan pada suatu titik di dalam fluida. Satuan SI untuk mengukur tekanan adalah Pascal (Pa). Tekanan dilambangkan dengan simbol "P". Namun, ada beberapa unit umum yang digunakan untuk mengukur tekanan. Contoh: N/m2 (Newton per meter persegi), psi (pon-gaya per inci persegi), atm (atmosfer), 1/760 atm disebut sebagai satu torr.
Gambar 2: Tekanan adalah gaya tegak lurus yang diterapkan pada permukaan dibagi dengan luas permukaan tempat gaya tersebut diberikan.
Persamaan Perhitungan Tekanan
Tekanan dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
P=– (F/A)
Di mana p adalah tekanan, F adalah besarnya gaya yang berlaku pada area A. Ada beberapa jenis tekanan.
- Tekanan fluida – gaya tekan pada suatu titik di dalam fluida.
- Tekanan ledakan – tekanan yang dihasilkan oleh pengapian gas eksplosif.
- Tekanan negatif – ada kondisi tertentu di mana tekanan menjadi negatif. Contoh: ketika gaya antarmolekul antara molekul fluida melebihi gaya tolak-menolak (yang tercipta karena gerakan termal).
- Tekanan gas ideal – tekanan gas ideal dihitung menggunakan P=nRT/V (di mana P adalah tekanan, n adalah jumlah zat, R adalah konstanta gas universal, V adalah volume dan T adalah suhu gas).
- Tekanan uap – tekanan uap yang berhubungan dengan fase cairnya dalam sistem termodinamika tertutup.
Apa Perbedaan Antara Jalur Bebas Rata-rata dan Tekanan?
Mean Free Path vs Pressure |
|
| Jalan bebas rata-rata adalah jarak rata-rata yang ditempuh oleh partikel yang bergerak (atom, molekul, atau ion) antara tumbukan (tumbukan berurutan). | Tekanan adalah istilah ilmiah yang digunakan untuk menyebut gaya yang diterapkan tegak lurus terhadap luas permukaan satuan. |
| Satuan Pengukuran | |
| Jalan bebas rata-rata diukur sebagai jarak dalam meter (sering digunakan sebagai mikrometer – m). | Tekanan diukur dengan satuan SI Pascals (Pa). |
| Teori | |
| Jalan bebas rata-rata adalah jarak yang ditempuh oleh partikel yang bergerak. | Tekanan adalah gaya yang diterapkan pada satu satuan luas (tegak lurus). |
Ringkasan – Mean Free Path vs Pressure
Jalan bebas rata-rata adalah jarak rata-rata yang ditempuh oleh sebuah molekul antara tumbukan selama gerak. Tekanan adalah gaya yang bekerja pada suatu satuan luas permukaan dalam arah tegak lurus. Perbedaan utama antara jalur bebas rata-rata dan tekanan adalah jalur bebas rata-rata diukur sebagai jarak dalam meter sedangkan tekanan diukur dengan satuan SI Pascals (Pa).
