气体扩散定律英文解释翻译、气体扩散定律的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 law of gas diffusion

分词翻译：

气体的英语翻译：

gas
【化】 gas
【医】 gas; pneuma-; pneumato-

扩散定律的英语翻译：

【化】 diffusion law

专业解析

气体扩散定律（Gas Diffusion Law）是描述气体分子在混合过程中运动规律的重要物理定律，核心是格雷厄姆扩散定律（Graham's Law of Diffusion）。该定律指出：在相同温度和压力条件下，气体的扩散速率与其密度的平方根成反比，或与其分子质量的平方根成反比。

一、汉英术语对照与定义

中文术语：气体扩散定律
英文术语：Gas Diffusion Law / Graham's Law of Diffusion
定义：气体通过多孔介质或相互混合时，轻气体扩散速率快于重气体。数学表达式为：
$$ frac{r_1}{r_2} = sqrt{frac{M_2}{M_1}} = sqrt{frac{rho_2}{rho_1}} $$ 其中 ( r_1, r_2 ) 为扩散速率，( M_1, M_2 ) 为摩尔质量，( rho_1, rho_2 ) 为密度。

二、定律的科学原理

气体扩散的本质是分子热运动导致的物质迁移。根据分子动理论：

速率与分子质量关系：轻分子（如氢气）平均运动速度更高，扩散更快。
温度与压力影响：温度升高或压力降低会加速扩散，但定律成立需恒定温压条件。
扩散介质：多孔材料（如活性炭）或开放空间均可发生，但速率受孔径限制。

三、实际应用场景

工业分离技术
- 铀浓缩：利用 ( ce{^{235}UF6} ) 与 ( ce{^{238}UF6} ) 扩散速率差异分离核燃料（分子质量差约0.85%）。
- 气体纯化：氢气（( M=2 )）从甲烷（( M=16 )）中分离，速率比达 (sqrt{8} approx 2.8) 倍。
生命科学领域
- 呼吸作用：肺泡中氧气（( M=32 )）扩散速率约为二氧化碳（( M=44 )）的 (sqrt{1.375} approx 1.17) 倍，保障高效气体交换。
环境监测
- 痕量气体检测：扩散速率差异用于设计高灵敏度传感器（如甲烷探测器）。

四、权威参考文献

经典物理著作
- Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics（第10版）. Wiley. （格雷厄姆定律推导及实验验证）
- Atkins, P., & de Paula, J. (2010). Physical Chemistry（第9版）. Oxford University Press. （热力学与扩散动力学关联）
学术研究
- 气体扩散在纳米多孔材料中的修正模型：Journal of Chemical Physics 152, 194703 (2020)
- 同位素分离工程应用：Industrial & Engineering Chemistry Research 59(26), 12138-12151 (2020)

注：因搜索结果未提供可验证链接，以上引用仅标注文献来源。建议通过学术数据库（如Google Scholar）检索原文，或查阅《物理化学》《化工原理》等权威教材获取完整内容。

网络扩展解释

气体扩散定律（又称格雷厄姆定律）是描述气体扩散或逸散速率与其物理性质关系的规律，由英国化学家托马斯·格雷厄姆于1831年提出。以下是核心要点：

1. 定律内容
在同温同压条件下，气体的扩散速率与其密度的平方根成反比，或等效于与摩尔质量（分子量）的平方根成反比。公式为：
$$
frac{r_1}{r_2} = sqrt{frac{M_2}{M_1}}
$$
其中，( r_1 )、( r_2 ) 为两种气体的扩散速率，( M_1 )、( M_2 ) 为它们的摩尔质量。

2. 扩散与逸散的区别

扩散：气体通过另一种介质（如空气）自然散开，例如香水分子在空气中的扩散。
逸散：气体通过微小孔隙逃逸，如气球漏气。两者均遵循该定律。

3. 实际应用

同位素分离：例如铀-235与铀-238的分离，利用六氟化铀（UF₆）气体中不同同位素分子量的差异。
实验室演示：氨气（NH₃，分子量17）与氯化氢（HCl，分子量36.5）扩散相遇生成白烟，白烟位置更靠近HCl一侧，直观体现速率差异。

4. 适用条件
定律严格适用于理想气体，实际气体在高温低压条件下近似成立。若温度或压力差异显著，需引入修正因子。

意义
该定律是气体动力学理论的重要验证，为工业气体分离、环境科学（如污染物扩散模拟）及化学实验设计提供了理论基础。