Эффузия (физика)

У этого термина существуют и другие значения, см. Эффузия.

В химии и физике, эффузия — процесс, при котором отдельные молекулы проникают через отверстие без столкновений между собой. Это происходит, если диаметр отверстия значительно меньше, чем длина свободного пробега молекул ^[1]. Согласно закону Грэхема, скорость истечения газа (то есть, количество молекул, проходящих через отверстие в секунду) зависит от его молекулярной массы; газы с более низкой молекулярной массой истекают быстрее, чем газы с более высокой молекулярной массой. Для двух газов при одинаковой температуре (и, таким образом, с одинаковой средней кинетической энергией поступательного движения молекулы), средняя молекулярная скорость каждого газа может быть приблизительно найдена из соотношения $E=(1/2) mv^2$. (Чтобы быть более точным, следует использовать соотношение (3/2)k_BT = (1/2)mv_rms², где k_B — постоянная Больцмана и v_rms — среднеквадратичное значение скорости газовых молекул. Как следует из распределения Максвелла, средняя молекулярная скорость равна приблизительно 0.921 v_rms. Точно $(8/3*pi)$ ^0,5 v_rms. ) Таким образом, более лёгкие молекулы обладают более высокой скоростью. Это приводит к тому, что большее количество молекул проходит через отверстие в единицу времени. Вот почему воздушный шар, заполненный газом с низкой молекулярной массой (например, водородом), оставленный в покое на некоторое время, сдувается быстрее, чем воздушный шар, заполненный газом с более высокой молекулярной массой (азотом).

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.

См. также

• Закон Грэхема для эффузии
• Диффузия
• Тепловое скольжение
• Радиометрический эффект
• Эффект Кнудсена
• Кнудсеновская диффузия

Сноски

1. ↑ K.J. Laidler and J.H. Meiser, Physical Chemistry, Benjamin/Cummings 1982, p.18

Внешние ссылки

• Закон Грэхема