التدفق
ضع في اعتبارك النظام الموضح أعلاه في حساب ضغط الغاز ، ولكن مع استبدال المنطقة A في جدار الحاوية بفتحة صغيرة. عدد الجزيئات التي تهرب من الفتحة في الزمن t تساوي (1/2) (N / V) v z (At). في هذه الحالة ، تكون التصادمات بين الجزيئات مهمة ، والنتيجة تبقى فقط للثقوب الصغيرة في الجدران الرقيقة جدًا (مقارنة بمتوسط المسار الحر) ، بحيث يمر الجزيء الذي يقترب بالقرب من الحفرة دون أن يتصادم مع جزيء آخر و يتم صرفه بعيدا. العلاقة بين v z ومتوسط السرعة v̄ مباشرة إلى حد ما: v z = (1/2) v̄.
إذا تمت مقارنة معدلات غازين مختلفين يتدفقان خلال نفس الفتحة ، بدءًا من نفس كثافة الغاز في كل مرة ، فقد وجد أن الغاز الخفيف يهرب أكثر من الغاز الثقيل وأن غازًا يخرج عند درجة حرارة عالية أكثر من درجة حرارة منخفضة ، الأمور الأخرى متساوية. خاصه،
الخطوة الأخيرة تتبع من صيغة الطاقة ، (1/2) mv 2 = (3/2) kT ، حيث يتم تقريب (v 2) 1/2 لتكون v ، على الرغم من أن v 2 و (v̄) 2 يختلفان فعليًا حسب عامل عددي قرب الوحدة (أي 3π / 8). تم اكتشاف هذه النتيجة تجريبيا في عام 1846 من قبل جراهام لحالة درجة حرارة ثابتة ومعروفة باسم قانون جراهام للانصباب. يمكن استخدامه لقياس الأوزان الجزيئية ، لقياس ضغط بخار مادة ذات ضغط بخار منخفض ، أو لحساب معدل تبخر الجزيئات من سطح سائل أو صلب.
النتح الحراري
لنفترض أن حاويتين من نفس الغاز ولكن في درجات حرارة مختلفة متصلة بفتحة صغيرة وأن الغاز ينقل إلى حالة مستقرة. إذا كان الثقب صغيرًا بما فيه الكفاية وكانت كثافة الغاز منخفضة بما يكفي بحيث يحدث الانصباب فقط ، فسيكون ضغط التوازن أكبر على الجانب ذي درجة الحرارة العالية. ولكن ، إذا كانت الضغوط الأولية على كلا الجانبين متساوية ، فسوف يتدفق الغاز من جانب درجة الحرارة المنخفضة إلى جانب درجة الحرارة المرتفعة ليتسبب في ارتفاع ضغط درجات الحرارة المرتفعة. تسمى الحالة الأخيرة بالنتح الحراري ، وتسمى نتيجة الحالة المستقرة بفرق الضغط الجزيئي الحراري. هذه النتائج تتبع ببساطة من صيغة الانصباب إذا تم استخدام قانون الغاز المثالي لاستبدال N / V بـ p / T ؛
عندما يتم الوصول إلى حالة مستقرة ، تكون معدلات التدفق متساوية ، وبالتالي
تم التحقيق في هذه الظاهرة لأول مرة تجريبيا من قبل أوزبورن رينولدز في عام 1879 في مانشستر ، م. يمكن أن تحدث أخطاء إذا تم قياس ضغط الغاز في وعاء عند درجة حرارة منخفضة جدًا أو عالية جدًا عن طريق توصيله عبر أنبوب دقيق بمقياس ضغط في درجة حرارة الغرفة. يمكن إنتاج دوران مستمر للغاز عن طريق توصيل الحاويتين بأنبوب آخر قطره كبير مقارنة بمتوسط المسار الحر. يدفع فرق الضغط الغاز خلال هذا الأنبوب عن طريق التدفق اللزج. المحرك الحراري القائم على هذا التدفق المتداول للأسف لديه كفاءة منخفضة.
