格雷姆定律()說明定溫定壓時,气体的隙流速率與其气体微粒质量的平方根成反比。此定律由蘇格蘭化學家托马斯·格雷姆於1831年在实验的基础上提出,其形式为:\frac{Rate_1}{Rate_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}}这里的Rate_1和Rate_2分别是第一种和第二种气体的隙流速率,单位为单位时间多少体积或多少摩尔数,M_1和M_2分别是两种气体的分子量。在气体中各处的密度差别不大的情况下,格锐目定律可以用来估算气体的扩散速率比。
应用实例
格锐目定律可以用于解释一些生活中的常见现象,比如充满氦气的气球,由于氦的分子量(约为4)小于空气的平均分子量(约为29),氦气通过气球表面的小孔逸出的速度大约是空气进入气球速度的2.7倍,故氦气球的体积会逐渐减小,浮力也随之变小。另一个常见的应用就是用隙流方法分离同位素,天然的铀元素中只含0.72%的U和99.28%的U,將U和U與氟反應生成UF和UF並加熱成氣態,然后通过多孔板,尽管UF的隙流速率仅仅是UF的1.004倍,但经过多个多孔挡板之后,UF就会走在最前面,富集之后就是浓缩铀,可用于反应堆(含3%的U)和制造核潜艇的燃料(含20%的U)。
参见
- 阿伏伽德罗定律
- 玻意耳定律
- 查理定律
- 道尔顿分压定律
- 盖-吕萨克定律
- 范德瓦耳斯方程
- 亨利定律
- 理想气体状态方程
参考资料
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