1。運動エネルギーと速度:
* より高い平均運動エネルギー: モル質量が低い分子は、特定の温度で平均運動エネルギーが高くなります。これは、運動エネルギーが温度に直接比例し、質量に反比例するためです。
* より高い平均速度: より高い運動エネルギーは、分子のより高い平均速度に変換されます。これは、彼らがより速く動き回り、他の分子とより頻繁に衝突することを意味します。
2。平均自由パス:
* 衝突が少ない: 軽量分子は、サイズが小さく、動きが速いため、他の分子との衝突が少なくなります。これにより、平均自由パスが長くなります。分子が衝突の間に移動する平均距離です。
3。グラハムの拡散法:
* 逆の関係: グラハムの法律は、ガスの拡散速度はそのモル質量の平方根に反比例すると述べています。これは、より低いモル質量のガスがモル質量が高いガスよりも速く拡散することを意味します。
例:
同じ温度で、ヘリウム(HE)と酸素(O2)の2つのガスを想像してください。ヘリウムは、酸素よりもはるかに低いモル質量を持っています。 ヘリウム分子はより速く移動し、より長い平均自由経路を持ち、より速い拡散をもたらします。
要約: モル質量が低い化合物は、より高い運動エネルギーを持ち、より速く移動し、衝突が少なくなり、平均自由経路が長くなるため、より速く拡散します。これは、グラハムの法則で説明されているように、モル質量と拡散速度の逆の関係の結果です。