이유는 다음과 같습니다.
* 동역학 분자 이론 : 이 이론은 가스 분자가 일정한 무작위 운동이고 평균 운동 에너지는 절대 온도에 직접 비례한다는 것을 나타냅니다.
* 운동 에너지 방정식 : 가스 분자의 운동 에너지 (KE)는 다음과 같이 주어진다 :ke =(1/2) mv², 여기서 m은 질량이고 V는 속도이다.
* 어금니 질량과 속도 : 주어진 온도에서 모든 가스 분자의 운동 에너지는 동일하기 때문에 더 무거운 분자 (높은 몰 질량)는 더 큰 질량을 보완하기 위해 낮은 속도를 가질 것입니다.
수학적 표현 :
가스 분자의 뿌리 평균 제곱 속도 (VRM)는 다음과 같이 주어집니다.
vrms =√ (3rt/m)
어디:
* R은 이상적인 가스 상수입니다
* t는 절대 온도입니다
* m은 어금니 질량입니다
이 방정식은 속도와 몰 질량 사이의 역 관계를 명확하게 보여줍니다.
시사점 :
* 확산 : 가벼운 가스는 분자가 더 빠르게 움직이기 때문에 더 무거운 가스보다 빠르게 확산됩니다.
* 삼출 : 삼출 속도 (작은 구멍을 통한 가스 분자의 통과)는 또한 몰 질량의 제곱근에 반비례한다. 이것은 Graham의 삼출 법칙으로 알려져 있습니다.
예 :
수소 가스 (H2, 몰 질량 =2 g/mol)는 동일한 온도에서 산소 가스 (O2, 몰 질량 =32 g/mol)보다 높은 속도를 가질 것입니다. 그렇기 때문에 수소 가스가 산소 가스보다 빠르게 용기에서 탈출하는 이유입니다.
