Voici pourquoi:
* théorie moléculaire cinétique: Cette théorie indique que les molécules de gaz sont en mouvement aléatoire constant et que leur énergie cinétique moyenne est directement proportionnelle à la température absolue.
* Équation d'énergie cinétique: L'énergie cinétique (KE) d'une molécule de gaz est donnée par:ke =(1/2) mv², où m est la masse et v est la vitesse.
* masse molaire et vitesse: Étant donné que l'énergie cinétique de toutes les molécules de gaz à une température donnée est la même, les molécules plus lourdes (masse molaire plus élevée) auront une vitesse plus faible pour compenser leur plus grande masse.
Représentation mathématique:
La vitesse du carré moyen (VRMS) des molécules de gaz est donnée par:
VRMS =√ (3RT / M)
Où:
* R est la constante de gaz idéale
* T est la température absolue
* M est la masse molaire
Cette équation montre clairement la relation inverse entre la vitesse et la masse molaire.
Implications:
* Diffusion: Les gaz plus légers diffusent plus rapidement que les gaz plus lourds car leurs molécules se déplacent plus rapidement.
* épanchement: Le taux d'épanchement (le passage des molécules de gaz à travers un petit trou) est également inversement proportionnel à la racine carrée de la masse molaire. Ceci est connu sous le nom de loi sur l'épanchement de Graham.
Exemple:
L'hydrogène gazeux (H2, masse molaire =2 g / mol) aura une vitesse plus élevée que l'oxygène gazeux (O2, masse molaire =32 g / mol) à la même température. C'est pourquoi l'hydrogène gaze s'échappe d'un récipient plus rapidement que l'oxygène gazeux.
