Efuzja – wypływ gazu (lub cieczy) przez bardzo mały otwór.

Formalny opis efuzji zależy od ciśnienia gazu.

Efuzja przy bardzo małym ciśnieniu

Gdy różnica ciśnień po obu stronach otworu jest niewielka a średnica otworu jest mała w porównaniu ze średnią drogą swobodną molekuły, wówczas wypływ gazu jest swobodnym ruchem molekuł przez otwór.

Szybkość efuzji przy małym ciśnieniu wynika z ruchu cząsteczek gazu.

Gdy z jednej strony przegrody jest gaz a z drugiej próżnia, masę cząsteczek przepływających w jednostce czasu przez otwór o powierzchni (S) określa wzór^[1]

Z wzoru tego wynika prawo Grahama podające stosunek wydatków w molowych (R):

gdzie:

• – wydatek masowy jednostki powierzchni, czyli masa przepływającego gazu w jednostce czasu z otworu o jednostkowej powierzchni
• – gęstość gazu
• – średnia prędkość cząsteczek gazu
• p – ciśnienie
• M – masa cząsteczkowa gazu
• R – uniwersalna stała gazowa
• T – temperatura
• S – pole powierzchni otworu
• R_i – liczba moli substancji i, która przepłynie przez otwór.

Efuzja przy dużym ciśnieniu

Gdy ciśnienie jest duże i droga swobodna cząsteczek jest mniejsza od średnicy otworów, wówczas wydajność objętościowa jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z gęstości gazów. Związek ten określany jest prawem Grahama. Jeżeli gazy spełniają równania gazów doskonałych, to zależność ta prowadzi do tej, opisanej w efuzji przy małym ciśnieniu.

Zastosowania

Efuzja stosowana jest do pomiaru bardzo małych jak i bardzo dużych ciśnień, określania gęstości gazów. Wykorzystywana jest też do rozdzielania gazów. Jest stosowana do wzbogacania uranu przez efuzję fluorku uranu.

Przypisy

Bibliografia

"Encyklopedia fizyki" praca zbiorowa PWN 1973 t. 1 s. 456