Efusioon

Ülesanne. Hapnik ja vesinik on eraldi kahes võrdse ruumalaga balloonis, mis on samal temperatuuril. Kumb balloon tühjeneb kiiremini ja kui palju?

Lahendus. Paneme kirja vesiniku ning hapniku molaarmassid:

M subscript v e sin i k end subscript equals 2 fraction numerator space g over denominator m o l end fraction M subscript h a p n i k end subscript equals 32 fraction numerator space g over denominator m o l end fraction

Gaasi lekkimise kiirus balloonist on võrdeline gaasi ruutkeskmise kiirusega square root of stack v with rightwards harpoon with barb upwards on top squared with bar on top end root. Ühesugusel temperatuuril on gaaside kineetilised energiad võrdsed, mille abil saame leida ruutkeskmiste kiiruste ruutude suhte:

M subscript v e sin i k end subscript stack v subscript v e sin i k end subscript with bar on top squared equals M subscript h a p n i k end subscript stack v subscript h a p n i k end subscript with bar on top squared space rightwards double arrow stack v subscript v e sin i k end subscript with bar on top squared over stack v subscript h a p n i k end subscript with bar on top squared equals M subscript h a p n i k end subscript over M subscript v e sin i k end subscript.

Leiame, et vesinik lekib balloonist

square root of M subscript h a p n i k end subscript over M subscript v e sin i k end subscript end root equals square root of fraction numerator 32 space begin display style fraction numerator g over denominator m o l end fraction end style over denominator 2 space begin display style fraction numerator g over denominator m o l end fraction end style end fraction end root equals 4

korda kiiremini kui hapnik. Märgime veel, et eelkirjeldatud nähtust nimetatakse efusiooniks.

VASTUS: vesinikuballoon tühjeneb hapnikuballoonist neli korda kiiremini.