Graham törvénye • James Trefil, enciklopédia "A világegyetem kétszáz törvénye"

Graham törvénye

Az effúzió a kis (gyakran mikroszkopikus) lyukakon keresztül lassú gázkiáramlás. Találkoztál az effúzió hatásával, amikor reggel a születésnapi ünneplés után hirtelen rájöttél, hogy a héliummal töltött léggömbök elszálltak. Amíg aludtál, mikroszkopikus hélium pórusok jöttek ki a golyókból.

1829-ben Thomas Graham számos kísérletet végzett az effúzióval kapcsolatban, és megállapította, hogy állandó hőmérsékleten és nyomáson a gázáramlás r fordítottan arányos a gázsűrűség négyzetgyökével d. Az egyenleteket tekintve így néz ki:

ahol k – állandó. Más szavakkal, minél nagyobb a gáz sűrűsége állandó hőmérsékleten és nyomáson, annál alacsonyabb az effúziós sebesség. Talán a legcsodálatosabb dolog Graham törvénye, hogy az állandó k (a fenti egyenlet jobb oldalán) azonos feltételek mellett megközelítőleg azonos minden gáz esetében.

Amint az ideális gáz törvényeiből tudjuk, állandó hőmérsékleten és nyomáson a gáz sűrűsége arányos a relatív molekulatömegével. M. Ennek alapján átírhatja Graham törvényének egyenletét az alábbiak szerint:

Most már megfogalmazhatjuk a különböző gázok relatív áramlási sebességét azonos hajókról: minél kisebb a gáz relatív molekulatömege, annál nagyobb az effúziós sebesség. Ezért egy héliummal töltött gumidugó (4-es viszonylagos molekulatömeggel) egy éjszakán át fújja le, de ha ugyanaz a léggömb levegővel tölti fel, vagyis elsősorban a nitrogén (28-as relatív molekulatömeg) és az oxigén (32-es relatív molekulatömeg) néhány napig felfújódik. (A fémezett film léggömbjei, amelyeknek lényegesen kisebb a pórusuk, mint a gumiabroncsok, héliumot tarthatnak több hétig.)

Ez meglepőnek tűnhet, de Graham törvénye az űrhajó hosszú távú jelenlétére szánt űrhajók kialakításában talált alkalmazást. A hajó természetesen különbözik a léggömbtől, de idővel a levegő áthatol az anyagon, amelyből a testet elkészítik, éppúgy, mint a golyó héján keresztül. Talán ez nem a legfőbb gond azokra, akik az emberiség jövőjéről gondolkodnak az űrben, de végül ezt meg kell fontolni,például a gázok közvetlenül a hajó fedélzetén való előállítására szolgáló eljárás feltalálásával a légmentes térbe való veszteség kompenzálására.

Thomas GRAHAM
Thomas Graham, 1805-69

Skót kémikus. Glasgow-ban született egy sikeres gyártó családjába. Apja akaratával ellentétben, akinek látnia kellett fia egy papat, úgy döntött, hogy kémiai tanulmányokat folytat. Miután diplomázott a Glasgow-i Egyetemen, különböző tudományos intézetekben dolgozott (akárcsak Isaac Newton, a pénzverde igazgatójaként). Thomas Graham a tudományos világban ismert a kolloidkémia alapítójaként (a kolloidok olyan megoldások, amelyekben a részecskék sokkal nagyobbak, mint a molekulák).


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: