Эффузия (физика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

В химии и физике, эффу́зия — 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. Как следует из распределения Максвелла, для газа при данной температуре T средняя скорость молекулы равна

 \langle v \rangle = \sqrt {\frac {8kT} {\pi m}} = \sqrt {\frac {8RT} {\pi\mu}},

где kпостоянная Больцмана, Rуниверсальная газовая постоянная, m — масса молекулы, μ - молярная масса газа.

Таким образом, у газа с более лёгкими молекулами при данной температуре средняя скорость молекул выше. 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).


См. также[править | править вики-текст]

Сноски[править | править вики-текст]

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

Внешние ссылки[править | править вики-текст]