Das Gesetz von Graham, das als das Gesetz von Graham der Effusion bekannt ist, wurde vom schottischen physischen Chemiker Thomas Graham 1846 formuliert. Graham hat experimentell gefunden, dass die Rate der Effusion eines Benzins zur Quadratwurzel der Masse seiner Partikeln umgekehrt proportional ist. Diese Formel kann als geschrieben werden:

wo:

:Rate ist die Rate der Effusion des ersten Benzins (Volumen oder Zahl von Maulwürfen pro Einheitszeit).

:Rate ist die Rate der Effusion für das zweite Benzin.

:M ist die Mahlzahn-Masse von 1 Gas-

:M ist die Mahlzahn-Masse von Gas-2.

Das Gesetz von Graham stellt fest, dass die Rate der Effusion eines Benzins zur Quadratwurzel seines Molekulargewichtes umgekehrt proportional ist. So, wenn das Molekulargewicht eines Benzins viermal mehr als das von einem anderen ist, würde es sich durch einen porösen Stecker verbreiten oder durch ein kleines Nadelloch in einem Behälter an der Hälfte der Rate vom anderen flüchten. Eine ganze theoretische Erklärung des Gesetzes von Graham war einige zur Verfügung gestellte Jahre später durch die kinetische Theorie von Benzin. Das Gesetz von Graham schafft eine Grundlage, um Isotope durch die Verbreitung - eine Methode zu trennen, die gekommen ist, um eine entscheidende Rolle in der Entwicklung der Atombombe zu spielen.

Das Gesetz von Graham ist für die molekulare Effusion am genauesten, die die Bewegung eines Benzins auf einmal durch ein Loch einschließt. Es ist nur für die Verbreitung eines Benzins in einem anderen oder in Luft ungefähr, weil diese Prozesse mit der Bewegung von mehr als einem Benzin verbunden sind.

Geschichte

Die Forschung von Graham über die Verbreitung von Benzin wurde durch sein Lesen über die Beobachtung des deutschen Chemikers Johann Döbereiner ausgelöst, dass sich Wasserstoffbenzin aus einer kleinen Spalte in einer Glasflasche schneller verbreitet hat als die Umgebungsluft, die ausgegossen ist in, es zu ersetzen. Graham hat die Diffusionsgeschwindigkeit von Benzin durch Pflaster-Stecker, durch sehr feine Tuben, und durch kleine Öffnungen gemessen. Auf diese Weise hat er den Prozess verlangsamt, so dass er quantitativ studiert werden konnte. Er hat zuerst das Gesetz festgesetzt, weil wir es heute 1831 wissen. Graham hat fortgesetzt, die Verbreitung von Substanzen in der Lösung zu studieren, und im Prozess hat die Entdeckung gemacht, dass einige offenbare Lösungen wirklich Suspendierungen von Partikeln sind, die zu groß sind, um einen Pergament-Filter durchzuführen. Er hat diese Material-Kolloide, ein Begriff genannt, der gekommen ist, um eine wichtige Klasse fein geteilter Materialien anzuzeigen.

In der Zeit hat Graham seine Arbeit getan das Konzept des Molekulargewichtes wurde im großen Teil durch Maße von Benzin gegründet. Italienischer Physiker Amadeo Avogadro hatte 1811 vorgeschlagen, dass gleiche Volumina von verschiedenem Benzin gleiche Anzahlen von Molekülen enthalten. So sind die Verhältnismolekulargewichte von zwei Benzin dem Verhältnis von Gewichten von gleichen Volumina des Benzins gleich. Die Scharfsinnigkeit von Avogadro zusammen mit anderen Studien des Gasverhaltens hat eine Grundlage für die spätere theoretische Arbeit vom schottischen Physiker James Clerk Maxwell geschaffen, um die Eigenschaften von Benzin als Sammlungen von kleinen Partikeln zu erklären, die sich durch den größtenteils leeren Raum bewegen.

Vielleicht war der größte Erfolg der kinetischen Theorie von Benzin, wie es gekommen ist, um genannt zu werden, die Entdeckung, dass für Benzin die Temperatur, wie gemessen, auf dem Kelvin (absolute) Temperaturskala zur durchschnittlichen kinetischen Energie der Gasmoleküle direkt proportional ist. Die kinetische Energie jedes Gegenstands ist einer Hälfte seiner Massenzeiten das Quadrat seiner Geschwindigkeit gleich. So, um gleiche kinetische Energien zu haben, würden die Geschwindigkeiten von zwei verschiedenen Molekülen im umgekehrten Verhältnis zu den Quadratwurzeln ihrer Massen sein müssen. Die Rate der Effusion wird durch die Zahl von Molekülen bestimmt, die in eine Öffnung pro Einheitszeit, und folglich durch die durchschnittliche molekulare Geschwindigkeit eingehen. Das Gesetz von Graham für die Verbreitung konnte so demzufolge der molekularen kinetischen Energien verstanden werden, die bei derselben Temperatur gleich sind.

Beispiel

Lassen Sie Gas-1 H und Gas-2 sein, O sein.

Deshalb, Wasserstoffmoleküle effuse viermal schneller als diejenigen von Sauerstoff.

Das Gesetz von Graham kann auch verwendet werden, um das ungefähre Molekulargewicht eines Benzins zu finden, wenn ein Benzin eine bekannte Art ist, und wenn es ein spezifisches Verhältnis zwischen den Raten von zwei Benzin (solcher als im vorherigen Beispiel) gibt. Die Gleichung kann für jedes der Molekulargewichte gelöst werden, vorausgesetzt dass die Subschriften entsprechen.

Das Gesetz von Graham war die Basis, um U von U zu trennen, der in natürlichem uraninite (Uran-Erz) während des Projektes von Manhattan gefunden ist, die erste Atombombe zu bauen. Die USA-Regierung hat ein gasartiges Verbreitungswerk an den dann phänomenalen Kosten von $ 100 Millionen in Clinton, Tennessee gebaut. In diesem Werk wurde das Uran von Uran-Erz zuerst zu Uran hexafluoride umgewandelt und dann wiederholt gezwungen, sich durch poröse Barrieren zu verbreiten, jedes Mal etwas mehr bereichert in ein bisschen leichter U Isotop werdend.

Siehe auch

• Gasgesetze
• Wissenschaftliche Gesetze genannt nach Leuten
• Viskosität
• Schinderei (Physik)