格銳目定律
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格雷姆定律(英語:Graham's Law)說明定溫定壓時,氣體的隙流速率與其氣體微粒質量的平方根成反比。此定律由蘇格蘭化學家托馬斯·格雷姆於1831年在實驗的基礎上提出,其形式為:這裡的和分別是第一種和第二種氣體的隙流速率,單位為單位時間多少體積或多少摩爾數,和分別是兩種氣體的分子量[1]。在氣體中各處的密度差別不大的情況下,格銳目定律可以用來估算氣體的擴散速率比。
應用實例
格銳目定律可以用於解釋一些生活中的常見現象,比如充滿氦氣的氣球,由於氦的分子量(約為4)小於空氣的平均分子量(約為29),氦氣通過氣球表面的小孔逸出的速度大約是空氣進入氣球速度的2.7倍,故氦氣球的體積會逐漸減小,浮力也隨之變小。另一個常見的應用就是用隙流方法分離同位素,天然的鈾元素中只含0.72%的235U和99.28%的238U,將235U和238U與氟反應生成235UF6和238UF6並加熱成氣態,然後通過多孔板,儘管235UF6的隙流速率僅僅是238UF6的1.004倍,但經過多個多孔擋板之後,235UF6就會走在最前面,富集之後就是濃縮鈾,可用於反應堆(含3%的235U)和製造核潛艇的燃料(含20%的235U)[2]。