გრემის კანონის მაგალითი: გაზის დიფუზია-გამოსხივება

გრემის კანონის მაგალითი: გაზის დიფუზია-გამოსხივება

გრემის კანონი არის გაზის კანონი, რომელიც უკავშირდება გაზის დიფუზიის ან გამჟღავნების სიჩქარეს მის მოლარე მასას. დიფუზია არის ორი გაზების ნელა შერევის პროცესი. გამოსხივება არის პროცესი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც გაზი ნებადართულია თავის გახსნის კონტეინერში მცირე გახსნის გზით.

გრეჰემის კანონში ნათქვამია, რომ სიჩქარე, რომლის საშუალებითაც გაზი გაჟღენთილი ან გავრცელდება, საპირისპიროა პროპორციული გაზის მოლური მასების კვადრატულ ფესვთან. ეს ნიშნავს, რომ მსუბუქი აირების სწრაფად გამჟღავნება / დიფუზია და უფრო მძიმე გაზები ნელა გამოსხივება / დიფუზია.

ამ მაგალითის პრობლემას იყენებს გრეჰამის კანონი, რათა გაირკვეს, თუ რამდენად უფრო სწრაფია გაზის გაზომვა, ვიდრე სხვა.

გრემის კანონის პრობლემა

გაზის X- ს აქვს მოლური მასა 72 გ / მოლი, ხოლო გაზის Y- ს აქვს მოლური მასა 2 გ / მოლი. რამდენად სწრაფად ან ნელა აყენებს გაზის Y გამოსხივება მცირე გახსნიდან, ვიდრე გაზი X იმავე ტემპერატურაზე?

გამოსავალი:

გრემის კანონი შეიძლება გამოითქვას:

X(მმX)1/2 = რ(მმ)1/2

სად
X გაზის X დიფუზიის / დიფუზიის სიჩქარე
მმX = მოლური მასა გაზი X
გაზის Y დიფუზიის / დიფუზიის სიჩქარე
მმ = მოლური მასა გაზი Y

ჩვენ გვსურს ვიცოდეთ რამდენი უფრო სწრაფი ან ნელი გაზის Y გამოსხივება გაზის X– სთან შედარებით. ამ მნიშვნელობის მისაღებად საჭიროა გაზის Y – ის გაზის განაკვეთის თანაფარდობა. გაანგარიშდეს რ/ რX.

/ რX = (მმX)1/2/ (მმ)1/2

/ რX = (მმX) / (მმ)1/2

გამოიყენეთ მოცემული მნიშვნელობები მოლური მასებისთვის და შეაერთეთ განტოლებაში:

/ რX = (72 გ / მოლი) / (2)1/2
/ რX = 361/2
/ რX = 6

გაითვალისწინეთ, რომ პასუხი არის სუფთა ნომერი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დანაყოფები უქმდება. რაც მიიღებთ არის რამდენჯერ უფრო სწრაფი ან ნელი გაზის Y გამოსხივება გაზის X- სთან შედარებით.

პასუხი:

გაზი Y ექვსჯერ სწრაფად გაჟღენთილია, ვიდრე მძიმე გაზი X.

თუ თქვენ მოგეთხოვებათ შედარება, თუ რამდენად უფრო ნელა გაზს X გამოსხივება ადგენს გაზს Y- ს, უბრალოდ აითვისეთ კურსის ინვერსია, რაც ამ შემთხვევაში არის 1/6 ან 0.167.

არ აქვს მნიშვნელობა რა ერთეულებს იყენებთ დიფუზიის სიჩქარისთვის. თუ გაზის X გამოსხივება 1 მმ / წუთში, მაშინ გაზის Y გამოსხივება 6 მმ / წუთში. თუ გაზის Y გამოსხივება 6 სმ / საათში, მაშინ გაზის X გამოსხივება 1 სმ / საათში.

როდის შეგიძლიათ გამოიყენოთ გრამამის კანონი?

  • გრეჰამის კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ გაზების დიფუზიის ან გამჟღავნების სიჩქარის შედარებისას მუდმივ ტემპერატურაზე.
  • კანონი იშლება, როგორც გაზის სხვა კანონები, როდესაც გაზების კონცენტრაცია ხდება ძალიან მაღალი. გაზის კანონები დაიწერა იდეალური აირებისთვის, რომლებიც დაბალ ტემპერატურასა და წნევაზეა. ტემპერატურის ან წნევის გაზრდისას, თქვენ შეგიძლიათ მოელოდოთ, რომ პროგნოზირებული ქცევა გადახლდება ექსპერიმენტული გაზომვებისგან.