НямНям
Меню
Онлайн-инструментОнлайнБесплатно

Калькулятор скорости диффузии газа

Онлайн калькулятор для расчета относительной скорости диффузии и эффузии газов по закону Грэма. Сравните два газа, выберите из списка или введите молярную массу.

Обновлено: 12 мая 2026 г.
ФормулыБыстроПриватно

Калькулятор скорости диффузии газа

Расчёт относительной скорости диффузии и эффузии газов по закону Грэма — сравните два газа за секунду.

—
Отношение скоростей v₁ / v₂
безразмерная величина
—
Обратное отношение v₂ / v₁
безразмерная величина
—
Скорость газа 2
условные единицы
—
Отношение времён диффузии t₁ / t₂
для равных объёмов

Как пользоваться калькулятором

1
Выберите газ 1 из выпадающего списка. Для произвольного газа укажите «Другой газ» и введите его молярную массу в г/моль (например, 17.03 для аммиака).
2
Выберите газ 2 аналогичным образом. Молярные массы взяты из стандартных справочных данных (IUPAC, NIST).
3
При необходимости укажите известную скорость газа 1 в любых условных единицах. Тогда калькулятор вычислит скорость газа 2 по пропорции.
4
Нажмите «Рассчитать». В правой панели появятся отношения скоростей, отношение времён диффузии и (если задана скорость) — численное значение скорости газа 2.

Примеры использования

Сравнение водорода и кислорода
Газ 1: Водород H₂ (2.016 г/моль). Газ 2: Кислород O₂ (31.999 г/моль). Отношение v₁/v₂ = √(31.999 / 2.016) ≈ 3.98. Водород диффундирует примерно в 4 раза быстрее кислорода. Это классический демонстрационный опыт.
Утечка газа в лаборатории
Газ 1: Аммиак NH₃ (17.03 г/моль). Газ 2: Хлороводород HCl (36.46 г/моль). Отношение скоростей ≈ 1.46. Аммиак достигает индикаторной бумаги быстрее HCl, что объясняет классический опыт с образованием белого кольца NH₄Cl ближе к источнику HCl.
Обогащение урана (справочно)
Газ 1: ²³⁵UF₆ (349.03 г/моль). Газ 2: ²³⁸UF₆ (352.04 г/моль). Отношение скоростей ≈ 1.0043. Крайне малая разница используется в газодиффузионном методе разделения изотопов — требуется тысячи каскадов.

Важные нюансы

  • Закон Грэма строго выполняется для эффузии (истечения через малое отверстие) и даёт хорошее приближение для диффузии при одинаковых условиях температуры и давления.
  • Скорость обратно пропорциональна квадратному корню из молярной массы. Лёгкие газы диффундируют быстрее тяжёлых.
  • При расчётах предполагается, что газы ведут себя как идеальные, а температура и давление одинаковы для обоих газов.
  • В реальных условиях на скорость диффузии также влияют температура, вязкость среды и длина свободного пробега. Для точных инженерных расчётов используйте уравнение Фика и коэффициенты диффузии из NIST.
  • Техника безопасности: При работе с токсичными газами (CO, Cl₂, HCl, H₂S, NO₂, SO₂) обязательно используйте вытяжной шкаф и средства индивидуальной защиты. Горючие газы (H₂, CH₄) требуют контроля источников воспламенения.

Формулы расчёта

Все расчёты основаны на законе Грэма для эффузии и диффузии газов:

v₁ / v₂ = √(M₂ / M₁)

где v₁ и v₂ — скорости диффузии газов 1 и 2, M₁ и M₂ — их молярные массы (г/моль).

t₁ / t₂ = √(M₁ / M₂)

где t₁ и t₂ — время диффузии равных объёмов газов при одинаковых условиях.

Если задана скорость газа 1 (v₁), скорость газа 2 вычисляется как:

v₂ = v₁ / √(M₂ / M₁)

Источники данных

  • IUPAC Gold Book — официальные значения молярных масс элементов и соединений (IUPAC, 2023).
  • NIST Chemistry WebBook — стандартные справочные данные по молекулярным массам и термодинамическим свойствам газов (National Institute of Standards and Technology).
  • PubChem — открытая химическая база данных NIH с подтверждёнными молекулярными массами.
  • CRC Handbook of Chemistry and Physics — авторитетный справочник физико-химических констант (103-е издание).

Молярные массы газов, используемые в калькуляторе, округлены до стандартных значений, принятых в учебной и справочной литературе. Для прецизионных научных расчётов сверяйтесь с первичными источниками.

Калькулятор скорости диффузии газа позволяет быстро сравнить два газа по закону Грэма. Инструмент рассчитывает отношение скоростей, отношение времён диффузии равных объёмов и — опционально — абсолютную скорость второго газа, если известна скорость первого. Встроенная база содержит 16 распространённых газов с молярными массами по данным IUPAC и NIST, а также поддерживает ручной ввод произвольных значений. Калькулятор будет полезен студентам химических и физических специальностей, преподавателям, инженерам-химикам и всем, кто изучает кинетическую теорию газов или решает практические задачи по оценке утечек и массопереноса.

Нужен другой инструмент?

Все инструменты в категории