Utama yang lain

Keadaan jirim gas

Isi kandungan:

Keadaan jirim gas
Keadaan jirim gas

Video: Jirim : Sifat Gas 2024, Mungkin

Video: Jirim : Sifat Gas 2024, Mungkin
Anonim

Efusi

Pertimbangkan sistem yang dijelaskan di atas dalam pengiraan tekanan gas, tetapi dengan luas A di dinding kontena diganti dengan lubang kecil. Bilangan molekul yang keluar melalui lubang dalam masa t adalah sama dengan (1/2) (N / V) v z (At). Dalam kes ini, perlanggaran antara molekul adalah signifikan, dan hasilnya hanya berlaku untuk lubang kecil di dinding yang sangat tipis (berbanding dengan jalan bebas rata-rata), sehingga molekul yang mendekati lubang itu akan dapat dilalui tanpa bertembung dengan molekul lain dan terpesong jauh. Hubungan antara v z dan kelajuan purata v̄ agak mudah: v z = (1/2) v̄.

Sekiranya kadar dua gas berbeza yang melalui lubang yang sama dibandingkan, bermula dengan ketumpatan gas yang sama setiap kali, didapati bahawa gas ringan lebih banyak keluar daripada gas berat dan lebih banyak gas keluar pada suhu tinggi daripada pada suhu rendah, perkara lain sama. Khususnya,

Langkah terakhir mengikuti formula tenaga, (1/2) mv 2 = (3/2) kT, di mana (v 2) 1/2 dianggarkan menjadi v, walaupun v 2 dan (v̄) 2 sebenarnya berbeza dengan faktor berangka yang hampir bersatu (iaitu, 3π / 8). Hasil ini ditemui secara eksperimental pada tahun 1846 oleh Graham untuk kes suhu tetap dan dikenali sebagai hukum efusi Graham. Ini dapat digunakan untuk mengukur berat molekul, untuk mengukur tekanan wap bahan dengan tekanan wap rendah, atau untuk mengira kadar penyejatan molekul dari permukaan cair atau padat.

Transpirasi terma

Anggaplah dua bekas gas yang sama tetapi pada suhu yang berlainan dihubungkan oleh lubang kecil dan gas dibawa ke keadaan stabil. Sekiranya lubang cukup kecil dan ketumpatan gas cukup rendah sehingga hanya berlaku efusi, tekanan keseimbangan akan lebih besar di sisi suhu tinggi. Tetapi, jika tekanan awal di kedua sisi sama, gas akan mengalir dari sisi suhu rendah ke sisi suhu tinggi sehingga menyebabkan tekanan suhu tinggi meningkat. Keadaan terakhir disebut transpirasi termal, dan hasil keadaan stabil disebut perbezaan tekanan termomolekul. Hasil ini hanya berasal dari formula efusi jika undang-undang gas ideal digunakan untuk menggantikan N / V dengan p / T;

Apabila keadaan stabil dicapai, kadar efusi adalah sama, dan dengan demikian

Fenomena ini pertama kali disiasat secara eksperimen oleh Osborne Reynolds pada tahun 1879 di Manchester, Eng. Kesalahan boleh berlaku jika tekanan gas diukur dalam kapal pada suhu yang sangat rendah atau sangat tinggi dengan menghubungkannya melalui tiub halus ke manometer pada suhu bilik. Peredaran gas yang berterusan dapat dihasilkan dengan menghubungkan kedua-dua bekas dengan tiub lain yang diameternya besar berbanding dengan jalur bebas rata-rata. Perbezaan tekanan mendorong gas melalui tiub ini dengan aliran likat. Mesin haba berdasarkan aliran peredaran ini malangnya mempunyai kecekapan yang rendah.