В химии и физике, эффу́зия (от лат. effusio — излияние, растекание ) — процесс, при котором отдельные молекулы проникают через отверстие без столкновений между собой. Это происходит, если диаметр отверстия значительно меньше, чем длина свободного пробега молекул . Согласно закону Грэма , 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

${\displaystyle \langle v\rangle ={\sqrt {\frac {8kT}{\pi m}}}={\sqrt {\frac {8RT}{\pi M}}},}$

где k — постоянная Больцмана , R — универсальная газовая постоянная , m — масса молекулы , M — 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

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

Примечания

Ссылки