浸出

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左の図は浸出、右の図は拡散を表している。浸出は、オリフィスが分子の平均自由行程よりも小さい時に生じ。拡散は同時に複数の分子が通り抜けられる時に生じる。

浸出(しんしゅつ、:Effusion)とは、個々の分子が分子同士の衝突なしに穴から流れ出る過程である。穴の直径が分子の平均自由行程よりもかなり小さい場合に起こる[1]グレアムの法則によると、気体の浸出速度(単位時間当たりに穴を通過する分子の数)は分子量に依存し、低分子量の気体は高分子量の気体よりも速く浸出する。同じ温度の2種類の気体は同じ運動エネルギーを持ち、それぞれの気体の分子速度二乗平均平方根は、次の等式により計算される。

ここで、ボルツマン定数である。従って、軽い分子は速度が速くなり、その結果、単位時間当たりにより多くの分子が穴を通過する。これは、水素で膨らませた風船が速く萎む理由である。

出典

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