Unbekannte Molmasse aus Effusion: Graham-Gesetz-Rechner gratis
Effundiert Helium mit 4 g/mol doppelt so schnell wie Ihr unbekanntes Gas, hat dieses eine Molmasse von 16 g/mol. Geben Sie die bekannte Molmasse und das Ratenverhältnis ein und erhalten Sie die unbekannte Masse, das quadrierte Verhältnis und eine Probe. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Bekannte Molmasse
- 4
- Ratenverhältnis
- 2
- Ratenverhältnis zum Quadrat
- 4
- Unbekannte Molmasse
- 16
- Zurückgewonnenes Ratenverhältnis
- 2
Das Grahamsche Effusionsgesetz besagt, dass unter gleicher Temperatur und gleichem Druck die Rate, mit der ein Gas durch eine winzige Öffnung entweicht, umgekehrt proportional zur Quadratwurzel seiner Molmasse ist. Schüler nutzen diese Inversion nach Ballon- oder porösen-Stopfen-Effusionslaboren; Tutoren bewerten Relative-Rate-Aufgaben mit derselben Algebra; Prozess- und Sicherheitsteams prüfen gemeldete Molekulargewichte, wenn nur relative Leck- oder Spülraten vorliegen. Dieser Rechner akzeptiert eine positive bekannte Molmasse und ein nicht-null Ratenverhältnis, liefert die unbekannte Molmasse mit dem Zwischenquadrat des Verhältnisses und einer zurückgewonnenen-Verhältnis-Prüfung, und lehnt ein Null-Ratenverhältnis mit einem klaren Validierungsfehler ab, damit undefinierte Ergebnisse nie wie erfolgreiche Antworten aussehen.
Wie das Grahamsche Gesetz eine unbekannte Molmasse findet
Starten Sie vom Grahamschen Gesetz für zwei ideale Gase, die durch dieselbe Öffnung bei gleicher Temperatur und gleichem Druck effundieren: das Verhältnis ihrer Effusionsraten gleicht der Wurzel des inversen Verhältnisses ihrer Molmassen. Ist das bekannte Gas leichter, effundiert es schneller, das Ratenverhältnis ist größer als eins und das Unbekannte kommt schwerer heraus, passend zur klassischen Wasserstoff-gegen-Sauerstoff-Klassenprüfung. Wenn Sie Zeiten statt Raten gemessen haben, denken Sie daran, dass die Rate proportional zu eins über Zeit für dasselbe Volumen ist, sodass das Zeitverhältnis das Inverse des Ratenverhältnisses vor dem Quadrieren ist.
Eingaben müssen endlich sein; NaN und Infinity werden abgelehnt. Eine bekannte Molmasse, die nicht streng positiv ist, scheitert früh. Ein Ratenverhältnis, das numerisch von null ununterscheidbar ist, scheitert mit einer Meldung, dass die unbekannte Molmasse undefiniert ist, wenn das Ratenverhältnis null ist, damit Clients Einheiten korrigieren oder neu messen statt eine unechte Nullmasse zu akzeptieren.
Wo Rechner für unbekannte Molmasse aus Effusion in echter Arbeit vorkommen
Chemiekurse an Sekundarschulen und einführenden Universitäten vergeben Graham-Gesetz-Übungen, die ein bekanntes Gas und ein gemessenes Raten- oder Zeitverhältnis geben und nach dem unbekannten Molekulargewicht fragen; ein einziges vertrauenswürdiges Orakel beschleunigt Bewertung und Demo-Aufbau ohne freihändiges Gleitkomma-Rauschen. Lehrlabore messen noch Gasentweichung durch poröse Stopfen oder Nadelöhr-Öffnungen und invertieren relative Raten in Molmassen für Schüler-Unbekannte, sodass Laborberichte dieselbe geschlossene Form brauchen, die ihre Handrechnung zitiert. Prozessingenieure, die Spül- oder Leckverhalten zweier Prozessgase vergleichen, brauchen manchmal eine schnelle Molmassenschätzung aus relativen Raten, bevor sie volle analytische Instrumente beauftragen.
Wenn Sie später Gasdichte aus dem Idealgasgesetz, Molvolumen bei STP oder kolligative Molmasse aus Gefrierpunktserniedrigung brauchen, behandeln Sie jene als getrennte Suchabsichten und Landings statt diese Graham-Gesetz-Effusionsrechner-Seite zu überladen.
Anwendungsfälle
Laborberichte poröser Stopfen und Nadelöhr
Wandeln Sie gemessene relative Effusionsraten in unbekannte Molmasse um mit derselben Algebra, die Schüler in ihren Labortagebüchern schreiben.
Häufige Fragen
Welche Einheiten nutzt der Rechner?
Molmassen sind in Gramm pro Mol (g/mol). Das Ratenverhältnis ist dimensionslos.
Wie wird die unbekannte Molmasse berechnet?
Das Ratenverhältnis, bekanntes Gas durch unbekanntes Gas, wird quadriert und mit der bekannten Molmasse multipliziert. Der Rechner zeigt das Quadrat und gewinnt das Verhältnis aus dem Ergebnis zurück, sodass Sie die Stimmigkeit sehen.
Was tun, wenn ich Effusionszeiten statt Raten gemessen habe?
Kehren Sie das Zeitverhältnis vor der Eingabe um. Bei gleichem Gasvolumen ist die Rate eins durch die Zeit, das Zeitverhältnis ist also der Kehrwert des Ratenverhältnisses und muss vor dem Quadrieren umgedreht werden.
In welcher Richtung gebe ich das Ratenverhältnis ein?
Bekanntes Gas durch unbekanntes Gas. Steht auf Ihrem Laborblatt die Rate des unbekannten Gases geteilt durch die des bekannten, kehren Sie diese Zahl zuerst um, sonst stimmt die Molmasse nicht.
Heißt ein Verhältnis über eins, dass das unbekannte Gas schwerer ist?
Ja. Ist das bekannte Gas leichter, effundiert es schneller, das Verhältnis liegt über eins und die unbekannte Molmasse fällt größer aus. Genau das zeigt der klassische Vergleich von Wasserstoff und Sauerstoff.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/graham-unknown-molar-mass \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"known_molar_mass":4,"rate_ratio":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/graham-unknown-molar-mass", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"known_molar_mass": 4,
"rate_ratio": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/graham-unknown-molar-mass",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"known_molar_mass": 4,
"rate_ratio": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/graham-unknown-molar-mass", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"known_molar_mass":4,"rate_ratio":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"known_molar_mass":4,"rate_ratio":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/graham-unknown-molar-mass", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"known_molar_mass": 4,
"rate_ratio": 2
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.graham_unknown_molar_mass",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Wenn Sie bereits ein Gas kennen und messen, wie schnell jedes Gas effundiert, können Sie das klassische Verhältnis in eine geschlossene Form für die unbekannte Molmasse umstellen: M_u gleich M_k mal dem Quadrat des Ratenverhältnisses r_k über r_u.
Wie das Grahamsche Gesetz eine unbekannte Molmasse findet
Schreibt man das bekannte Gas als k und das unbekannte als u, ergibt sich r_k über r_u gleich der Wurzel aus M_u über M_k. Quadrieren beider Seiten isoliert das Massenverhältnis: M_u über M_k ist das Quadrat von r_k über r_u. Multiplikation mit der bekannten Molmasse erzeugt die Arbeitsformel M_u gleich M_k mal rate_ratio zum Quadrat, wobei rate_ratio als r_known geteilt durch r_unknown definiert ist. Die gesamte Pipeline ist deterministische Gleitkomma-Arithmetik: keine Zufallssamen, keine Wanduhr-Zeitstempel, keine Netzaufrufe und keine Modelldrift, sodass identische bekannte Masse und Ratenverhältnis immer identisches JSON erzeugen.
Was Sie senden und was Sie zurückbekommen
Senden Sie zwei erforderliche endliche Zahlen unter den Feldern known_molar_mass und rate_ratio. known_molar_mass ist M_k in Gramm pro Mol für das Referenzgas und muss positiv sein; typische Lehrbuchwerte umfassen vier für Helium, achtundzwanzig für Stickstoff und zweiunddreißig für Sauerstoff. rate_ratio ist der dimensionslose Quotient r_known geteilt durch r_unknown; wenn Ihr Laborblatt r_unknown über r_known zitiert, invertieren Sie diesen Quotienten vor dem Aufruf. Fehlende Felder, nicht-numerische Zeichenketten, NaN, Infinity, nicht-positive bekannte Molmasse und ein Null-Ratenverhältnis scheitern mit invalid_input und werden nicht berechnet. Bei Erfolg spiegelt die Antwort bereinigte known_molar_mass und rate_ratio wider, liefert rate_ratio_squared als das im Produkt genutzte Zwischenquadrat, gibt unknown_molar_mass als Hauptergebnis in Gramm pro Mol zurück, enthält recovered_rate_ratio gleich der Wurzel aus M_u über M_k als Konsistenzprüfung gegen den Absolutbetrag des Eingabeverhältnisses, und dokumentiert Einheiten, method graham_law_unknown_molar_mass und formula M_u gleich M_k mal Klammer r_k über r_u zum Quadrat. Klassische Lehrbuchprüfungen umfassen Helium bei vier Gramm pro Mol, das doppelt so schnell wie ein Unbekanntes effundiert, sodass das Ratenverhältnis zwei und M_u sechzehn ist, und gleiche Raten mit rate_ratio eins, die dieselbe Masse wie das bekannte Gas zurückgewinnen. Der Preis erfolgreicher API-Aufrufe ist die veröffentlichte Basis von $0.002 pro Item; Validierungsfehler verbrauchen kein vorausbezahltes Guthaben.
Wo Rechner für unbekannte Molmasse aus Effusion in echter Arbeit vorkommen
Weil diese Fähigkeit eine reine Parse-Engine ist, ist der API-Preis die veröffentlichte Basis von $0.002 pro erfolgreichem Item und fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet.
Integrationsbeispiele
Antwortschlüssel für Hausaufgaben und Prüfungen
Erzeugen Sie M_u aus bekanntem M_k und r_k/r_u für Lehrbuch-Graham-Gesetz-Sätze, damit Lehrkräfte und Auto-Grader eine Effusions-Grundwahrheit teilen.
Curriculum- und LMS-Generatoren
Produzieren Sie massenhaft konsistente M_u-Fixtures und fangen Sie Null-Ratenverhältnisse mit hartem invalid_input statt stiller Nullmassen ab.
Technische Fragen
Was ist das Grahamsche Effusionsgesetz?
Unter gleichen Bedingungen gleicht das Verhältnis der Effusionsraten zweier Gase der Wurzel des inversen Verhältnisses ihrer Molmassen: r_k/r_u = sqrt(M_u/M_k). Umgestellt: M_u = M_k × (r_k/r_u)².
Wie ist rate_ratio definiert?
rate_ratio ist r_known / r_unknown (dimensionslos). Wenn Sie Zeiten für gleiche Volumina gemessen haben, nutzen Sie rate ∝ 1/time, sodass das Zeitverhältnis das Inverse des Ratenverhältnisses vor dem Quadrieren ist.
Was passiert, wenn das Ratenverhältnis null ist?
Die Anfrage scheitert mit invalid_input. Unbekannte Molmasse M_u = M_k × (r_k/r_u)² ist undefiniert, wenn das Ratenverhältnis null ist; der Rechner erfindet keine Masse.
Was kostet es?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Anfragen nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Item; ungültige Eingabe wird nicht berechnet.