Calculadora da Lei de Graham (Efusão)
Quantas vezes um gás escapa mais depressa do que outro por um orifício minúsculo, a partir das massas molares, e quanto tempo o segundo gás demora para a mesma quantidade.
Resultados
O que faz esta ferramenta
Thomas Graham descobriu em 1846 que um gás que escapa por um orifício minúsculo o faz a uma velocidade inversamente proporcional à raiz quadrada da sua massa molar. A teoria cinética explica porquê: à mesma temperatura todos os gases têm a mesma energia cinética média, por isso as moléculas mais leves têm de andar mais depressa. O hidrogénio (2 g/mol) escapa assim cerca de quatro vezes mais depressa do que o oxigénio (32 g/mol). Foi esta mesma lei que fez funcionar as fábricas de difusão gasosa que enriqueciam urânio: as duas formas de hexafluoreto de urânio diferem em velocidade apenas cerca de 0,43 %, por isso o gás tinha de atravessar uma cascata enorme de andares. Em rigor, vale para orifícios muito mais pequenos do que a distância que uma molécula percorre entre colisões.
Fórmula
rate₁ ÷ rate₂ = √(M₂ ÷ M₁) · t₂ = t₁ × √(M₂ ÷ M₁)
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
m1 | Massa molar do gás 1 | g/mol |
m2 | Massa molar do gás 2 | g/mol |
t1 | Tempo que o gás 1 demora a efundir | s |
R | O gás 1 escapa este número de vezes mais depressa | × |
T2 | Tempo que o gás 2 demora para a mesma quantidade | s |
PF | O gás 1 é mais rápido em | % |
Exemplo resolvido
- Massa molar do gás 12,016 g/mol
- Massa molar do gás 232 g/mol
- Tempo que o gás 1 demora a efundir10 s
- O gás 1 escapa este número de vezes mais depressa3,9841 ×
- Tempo que o gás 2 demora para a mesma quantidade39,841 s
- O gás 1 é mais rápido em298,41 %
Limitações
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- Os valores por defeito são referências típicas e não medições da sua situação. Substitua-os pelos seus próprios dados sempre que os tiver.