Calculadora ley de Graham

La ley de Graham de la difusión afirma que la velocidad con la que un gas se esparce a través de otro gas o de una barrera porosa es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar. Esta calculadora admite dos masas molares estrictamente positivas, M1 y M2, en cualquier unidad coherente como gramos por mol, y devuelve el ratio adimensional rate1 sobre rate2 igual a la raíz cuadrada de M2 sobre M1. Una comprobación de libro es el hidrógeno cerca de dos gramos por mol frente al oxígeno a treinta y dos gramos por mol, que da un ratio de cuatro: el gas más ligero se difunde cuatro veces más rápido en las mismas condiciones. Una masa molar nula o negativa se rechaza porque la ley de la raíz inversa no está definida para masas no positivas.

Qué calcula realmente la ley de Graham de la difusión

Thomas Graham midió con qué rapidez se mezclan los gases a través del aire y de tapones porosos y halló que la especie más ligera siempre adelanta a la más pesada por un factor preciso: la raíz cuadrada inversa de la masa molar. Escrita como rate uno sobre rate dos igual a la raíz de M dos sobre M uno, la ley de Graham de la difusión es la forma de aula de esa observación.

La teoría cinética explica el mismo ratio porque la rapidez cuadrática media de una molécula de gas ideal es la raíz de tres R T sobre M; a una temperatura compartida las constantes se cancelan y solo sobrevive el cociente de masas molares. Comprobaciones típicas de deberes son hidrógeno cerca de dos gramos por mol frente a oxígeno a treinta y dos, que da un ratio de cuatro, y helio a cuatro gramos por mol frente a metano a dieciséis, que da dos.

Masas molares iguales dan un ratio de uno, como debe ser. Difusión en este contrato significa esparcirse a través de otro gas o de una barrera porosa a la misma temperatura; la efusión por un orificio obedece la fórmula idéntica de raíz inversa bajo las idealizaciones habituales, y por eso ambos nombres aparecen en las fichas aunque la geometría del ensayo difiera.

Esta calculadora no busca masas molares a partir de fórmulas químicas, no convierte gramos por mol en kilogramos por mol y no resuelve la segunda ley de Fick a través de un lecho empacado.

Deberes, notas de laboratorio y resultados repetibles

El alumnado encuentra la ley de Graham de la difusión cuando un capítulo cinético-molecular pregunta qué gas recorre más distancia en un tubo de vidrio en el mismo tiempo, cuando una demostración de amoníaco y cloruro de hidrógeno forma un anillo blanco de cloruro de amonio más cerca del extremo más pesado de HCl, o cuando un examen entrega dos masas molares y exige la velocidad relativa sin calculadora gráfica.

El profesorado puede pregenerar claves para pares de masa modestos sin fiarse de aplicaciones opacas que invierten el numerador o omiten la raíz. Las notas de laboratorio usan el mismo ratio como comprobación de cordura antes de un modelo de transporte completo, confirmando que el helio se difundirá más que el nitrógeno en condiciones iguales.

Los problemas históricos de enriquecimiento, incluida la idea cualitativa de la difusión gaseosa de isótopos de hexafluoruro de uranio, también se reducen al mismo factor de raíz de la masa cuando se conocen dos masas molares. Prefiera esta landing cuando la búsqueda sea la ley de Graham de la difusión y ya disponga de dos masas molares; use primero una herramienta de moles a partir de masa o de peso fórmula si aún necesita esas masas desde una fórmula química.