Учебная работа. Доклад: Закон Грэма
Шотландский химик. Родился в Глазго в семье преуспевающего фабриканта. Вопреки воле отца, желавшего созидать отпрыска священником, он решил учить химию. По окончании учебы в институте Глазго работал в различных научных учреждениях (даже был, как и когда-то Исаак Ньютон, директором Монетного двора). Томас Грэм известен в научном мире как основоположник коллоидной химии (коллоиды — что-то вроде смесей, в каких частички намного больше молекул).
Чем меньше плотность безупречного газа, тем больше скорость его истечения через микроскопичные отверстия в стенах сосуда
Эффузия — это процесс неспешного истечения газов через мелкие (нередко микроскопичные) отверстия. Вы встречались с явлением эффузии, когда наутро опосля празднования денька рождения находили вдруг, что заполненные намедни гелием воздушные шарики сдулись. Пока вы спали, через микроскопичные поры гелий вытек из шариков.
1829 году Томас Грэм провел серию тестов по эффузии и нашел, что при неизменных температуре и давлении скорость истечения газа r назад пропорциональна квадратному корню из плотности газа d. На языке уравнений это смотрится последующим образом:
где k — константа. Иными словами, чем выше плотность газа при неизменных температуре и давлении, тем ниже скорость эффузии. Пожалуй, самое необычное в законе Грэма — это то, что неизменная k (в правой части приведенного выше уравнения) при равных критериях приблизительно схожа для всех газов.
Как мы знаем из законов безупречного газа, при неизменных температуре и давлении плотность газа пропорциональна его относительной молекулярной массе M. Исходя из этого, можно переписать уравнение закона Грэма последующим образом:
сейчас законо относительной скорости истечения различных газов из схожих сосудов мы можем сконструировать так: чем меньше относительная молекулярная масса газа, тем выше скорость эффузии. Вот почему резиновый воздушный шарик, заполненный гелием (с относительной молекулярной массой 4), сдуется за одну ночь , но если этот же шарик наполнить воздухом, другими словами консистенцией основным образом азота (относительная молекулярная масса 28) и кислорода (относительная молекулярная масса 32), он остается надутым в течение нескольких дней. (Воздушные шарики из металлизированной пленки, у которой поры существенно меньше, чем у резины, могут задерживать гелий в течение нескольких недель.)
Это может показаться нежданным, но законГрэма отыскал применение и при конструировании галлактических кораблей, созданных для долгого нахождения человека в мироздании. Корабль, естественно, различается от воздушного шарика, но с течением времени воздух будет проникать через материал, из которого изготовлен корпус, так же, как он проникает через оболочку шарика. Быть может, это и не основная забота тех, кто задумывается о будущем населения земли в мироздании, но в конце концов с сиим придется считаться, к примеру придумав метод получения газов прямо на борту корабля, чтоб восполнить утраты в безвоздушное место.
]]>