Calculadora lei de Graham

A lei de Graham da difusão afirma que a taxa com que um gás se espalha por outro gás ou por uma barreira porosa é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar. Esta calculadora recebe duas massas molares estritamente positivas, M1 e M2, em qualquer unidade coerente como gramas por mol, e devolve a razão adimensional rate1 sobre rate2 igual à raiz quadrada de M2 sobre M1. Uma conferência de livro didático é o hidrogênio perto de dois gramas por mol contra o oxigênio a trinta e dois gramas por mol, que resulta em uma razão de quatro: o gás mais leve se difunde quatro vezes mais rápido nas mesmas condições. Massa molar zero ou negativa é rejeitada porque a lei da raiz inversa não está definida para massa não positiva.

O que a lei de Graham da difusão realmente calcula

Thomas Graham mediu com que rapidez os gases se misturam pelo ar e por tampões porosos e descobriu que a espécie mais leve sempre ultrapassa a mais pesada por um fator preciso: a raiz quadrada inversa da massa molar. Escrita como taxa um sobre taxa dois igual à raiz de M dois sobre M um, a lei de Graham da difusão é a forma de sala de aula dessa observação.

A teoria cinética explica a mesma razão porque a velocidade quadrática média de uma molécula de gás ideal é a raiz de três R T sobre M; a uma temperatura compartilhada as constantes se cancelam e só sobrevive a razão das massas molares. Conferências típicas de lição de casa são hidrogênio perto de dois gramas por mol contra oxigênio a trinta e dois, que dá razão quatro, e hélio a quatro gramas por mol contra metano a dezesseis, que dá dois. Massas molares iguais dão razão um, como deve ser.

Difusão neste contrato significa espalhar-se por outro gás ou por uma barreira porosa à mesma temperatura; a efusão por um orifício obedece à fórmula idêntica de raiz inversa sob as idealizações usuais, por isso os dois nomes aparecem nas fichas mesmo quando a geometria do ensaio difere. Esta calculadora não consulta massas molares a partir de fórmulas químicas, não converte gramas por mol em quilogramas por mol e não resolve a segunda lei de Fick através de um leito empacotado.

Lição de casa, laboratório e resultados repetíveis

Estudantes encontram a lei de Graham da difusão quando um capítulo cinético-molecular pergunta qual gás percorre mais distância em um tubo de vidro no mesmo tempo, quando uma demonstração de amônia e cloreto de hidrogênio forma um anel branco de cloreto de amônio mais perto da extremidade mais pesada de HCl, ou quando uma prova fornece duas massas molares e exige a taxa relativa sem calculadora gráfica. Professores podem pré-gerar gabaritos para pares modestos de massa sem confiar em aplicativos opacos que invertem o numerador ou omitem a raiz.

Anotações de laboratório usam a mesma razão como verificação de sanidade antes de um modelo completo de transporte, confirmando que o hélio se difundirá mais que o nitrogênio em condições iguais. Problemas históricos de enriquecimento, inclusive a ideia qualitativa da difusão gasosa de isótopos de hexafluoreto de urânio, também se reduzem ao mesmo fator de raiz da massa quando duas massas molares são conhecidas.

Prefira esta landing quando a busca for a lei de Graham da difusão e você já tiver duas massas molares; use primeiro uma ferramenta de mols a partir da massa ou de peso-fórmula se ainda precisar dessas massas a partir de uma fórmula química.