气体扩散速率计算器(格雷厄姆定律)

使用格雷厄姆定律计算和比较两种气体的扩散速率。

输入两种气体的摩尔质量和扩散速率。留一个字段空白以求解它。支持逐步解决方案和真实世界示例。

示例

查看如何在真实世界场景中使用计算器。

Calculate rate ratio for Helium and Oxygen

速率

Find the effusion rate ratio of Helium (M₁=4.00 g/mol) and Oxygen (M₂=32.00 g/mol).

气体1摩尔质量 (M₁): 4 g/mol

气体2摩尔质量 (M₂): 32 g/mol

气体1扩散速率 (r₁):

气体2扩散速率 (r₂):

体积 (V):

时间 (t):

单位: mL/s

找到氦气 (M₁=4.00 克/摩尔) 和氧气 (M₂=32.00 克/摩尔) 的扩散速率比。

Find unknown rate for Nitrogen

速率

Given Nitrogen (M₁=28.0 g/mol) effuses at 1.5 mL/s, what is the rate for Oxygen (M₂=32.0 g/mol)?

气体1摩尔质量 (M₁): 28 g/mol

气体2摩尔质量 (M₂): 32 g/mol

气体1扩散速率 (r₁): 1.5 mL/s

气体2扩散速率 (r₂):

体积 (V):

时间 (t):

单位: mL/s

给定氮气 (M₁=28.0 克/摩尔) 以1.5毫升/秒扩散,氧气的速率是多少 (M₂=32.0 克/摩尔)?

Find unknown molar mass

速率

A gas effuses at 0.5 times the rate of Hydrogen (M₁=2.0 g/mol). What is its molar mass?

气体1摩尔质量 (M₁): 2 g/mol

气体2摩尔质量 (M₂): g/mol

气体1扩散速率 (r₁): 2 mL/s

气体2扩散速率 (r₂): 1 mL/s

体积 (V):

时间 (t):

单位: mL/s

一种气体以氢气 (M₁=2.0 克/摩尔) 速率的0.5倍扩散。它的摩尔质量是多少?

Absolute rate from volume and time

绝对

If 100 mL of gas effuses in 50 seconds, what is the effusion rate?

气体1摩尔质量 (M₁): g/mol

气体2摩尔质量 (M₂): g/mol

气体1扩散速率 (r₁):

气体2扩散速率 (r₂):

体积 (V): 100 mL

时间 (t): 50 s

单位: mL/s

如果100毫升气体在50秒内扩散,扩散速率是多少?

其他标题
理解气体扩散速率计算器:综合指南
通过这个逐步工具掌握格雷厄姆定律和气体扩散。

什么是气体扩散和格雷厄姆定律?

  • 扩散的定义
  • 格雷厄姆定律解释
  • 为什么扩散很重要
扩散是气体分子通过小孔逃逸到真空中的过程。格雷厄姆定律将两种气体的扩散速率与其摩尔质量联系起来,表明较轻的气体比较重的气体扩散得更快。
格雷厄姆定律公式

扩散在行动中

  • 氦气由于其较低的摩尔质量而比氧气扩散得更快。
  • 氢气作为最轻的气体,具有最高的扩散速率。

使用计算器的逐步指南

  • 输入所需数据
  • 选择计算类型
  • 解释结果
根据需要输入摩尔质量和扩散速率。计算器将使用格雷厄姆定律或基本速率公式 (V/t) 求解未知数。
如何使用工具

实际使用

  • 计算两种气体的速率比。
  • 找到未知的速率或摩尔质量。

气体扩散的实际应用

  • 工业气体分离
  • 实验室分析
  • 教育演示
扩散原理用于同位素分离、泄漏检测和实验室中识别未知气体。理解扩散有助于设计高效的化学过程。
工业和科学中的扩散

应用

  • 铀浓缩使用扩散。
  • 扩散有助于检测气体泄漏。

常见误解和正确方法

  • 扩散与扩散的区别
  • 单位一致性
  • 输入准确性
扩散与扩散不同。始终对速率和摩尔质量使用一致的单位。仔细检查您的输入以确保准确性,避免计算错误。
避免错误

提示

  • 混淆扩散和扩散会导致错误的结果。
  • 对r₁和r₂使用不同的单位会导致错误。

数学推导和示例

  • 格雷厄姆定律推导
  • 示例计算
  • 解释结果
格雷厄姆定律是从气体动力学理论推导出来的。计算器应用速率和摩尔质量之间的平方根关系以获得准确的结果。
工作示例

数学在行动中

  • 给定 M₁=4, M₂=32, r₁/r₂=2。
  • 如果 r₁=1.5, M₁=28, M₂=32, r₂≈1.4。