Efuzja (fizyka)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Ten artykuł dotyczy tematu związanego z fizyką. Zobacz też: Efuzja (geologia).

Efuzja (z łac. efussio 'wylew') – wypływ gazu (lub cieczy) przez bardzo mały otwór.

Formalny opis efuzji zależy od ciśnienia gazu.

Efuzja przy bardzo małym ciśnieniu[edytuj | edytuj kod]

Gdy różnica ciśnień po obu stronach otworu jest niewielka a średnica otworu jest mała w porównaniu ze średnią drogą swobodną molekuły, wówczas wypływ gazu jest swobodnym ruchem molekuł przez otwór.

Szybkość efuzji przy małym ciśnieniu wynika z ruchu cząsteczek gazu.

Gdy z jednej strony przegrody jest gaz, a z drugiej próżnia, masę cząsteczek przepływających w jednostce czasu przez otwór o powierzchni określa wzór[1]

Z wzoru tego wynika prawo Grahama podające stosunek wydatków w molowych

gdzie:

– wydatek masowy jednostki powierzchni, czyli masa przepływającego gazu w jednostce czasu z otworu o jednostkowej powierzchni,
gęstość gazu,
– średnia prędkość cząsteczek gazu,
ciśnienie,
masa cząsteczkowa gazu,
– uniwersalna stała gazowa,
temperatura,
– pole powierzchni otworu,
– liczba moli substancji która przepłynie przez otwór.

Efuzja przy dużym ciśnieniu[edytuj | edytuj kod]

Gdy ciśnienie jest duże i droga swobodna cząsteczek jest mniejsza od średnicy otworów, wówczas wydajność objętościowa jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z gęstości gazów. Związek ten określany jest prawem Grahama. Jeżeli gazy spełniają równania gazów doskonałych, to zależność ta prowadzi do tej, opisanej w efuzji przy małym ciśnieniu.

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Efuzja stosowana jest do pomiaru bardzo małych, jak i bardzo dużych ciśnień, określania gęstości gazów. Wykorzystywana jest też do rozdzielania gazów. Jest stosowana do wzbogacania uranu przez efuzję fluorku uranu.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Encyklopedia fizyki, praca zbiorowa, t. 1, s. 456, PWN 1973.