
【化】 Graham's law of diffusion
格雷姆擴散定律(Graham's Law of Diffusion),又稱格雷姆氣體擴散定律,是描述不同氣體擴散速率差異的重要物理化學定律。其核心内容可概括為:
定律定義
在相同溫度和壓力條件下,氣體的擴散速率與其密度的平方根成反比,或等價于與其摩爾質量的平方根成反比。其數學表達式為:
$$
frac{text{速率}_1}{text{速率}_2} = sqrt{frac{rho_2}{rho_1}} = sqrt{frac{M_2}{M_1}}
$$
其中 ( text{速率}_1 ) 和 ( text{速率}_2 ) 代表兩種氣體的擴散速率,( rho ) 為密度,( M ) 為摩爾質量。
物理意義
該定律揭示了輕氣體比重氣體擴散更快的現象。例如氫氣(( text{H}_2 ),摩爾質量 2 g/mol)的擴散速率約為氧氣(( text{O}_2 ),32 g/mol)的4倍(因 ( sqrt{32/2} = 4 ))。其微觀本質源于氣體分子平均動能相同(溫度相同)時,較輕分子運動速度更快。
應用領域
學術權威參考
該定律由蘇格蘭化學家托馬斯·格雷姆(Thomas Graham)于1831年通過實驗首次确立,其原始論文發表于《哲學雜志》(Philosophical Magazine)。現代理論解釋可參考《物理化學》(Atkins' Physical Chemistry)中氣體動力學理論章節,或美國國家标準技術研究院(NIST)熱力學數據庫對氣體傳輸性質的論述。
注:因搜索結果未返回具體網頁鍊接,引用來源标注為學術文獻通用名稱(如期刊、經典教材、權威機構數據庫)。建議通過學術引擎(如Google Scholar)檢索"Graham's Law original paper"或"Atkins Physical Chemistry diffusion"獲取原文鍊接。
格雷姆擴散定律(Graham's Law of Diffusion)是描述氣體擴散速率與物理性質關系的經典定律,由蘇格蘭化學家托馬斯·格雷姆(Thomas Graham)于1831年提出。以下是詳細解釋:
在相同溫度和壓力條件下,氣體的擴散速率與其密度的平方根成反比,或等效為與摩爾質量的平方根成反比。
數學表達式為:
$$
frac{u_A}{u_B} = sqrt{frac{rho_B}{rho_A}} = sqrt{frac{M_B}{M_A}}
$$
其中,(u) 表示擴散速率,(rho) 為密度,(M) 為摩爾質量。
以氫氣和氧氣為例:
該定律可通過分子運動論推導:氣體分子質量越大,平均動能相同時速度越慢,擴散速率越低。
托馬斯·格雷姆的研究奠定了氣體動力學基礎,其定律至今在化學工程、環境科學等領域有廣泛應用。
按月分期付款銷售存入數據等内聚溫度丁字管二矽┭烷氨基費拉裡公式服務器應用程式己二酸二辛酯鲸酸金屬結構罐急性腹膜炎集液器考裡樹脂可用立方尺内倫斯特氏定律内收平衡盤羟基丁二酰氰亞金酸鹽起始解塞拉諾因子生了鏽的實驗動物學手刹車順序定時器死結脫膜劑微差緯線溝