Här är varför:
* kinetisk molekylär teori: Denna teori säger att gasmolekyler är i konstant slumpmässig rörelse och deras genomsnittliga kinetiska energi är direkt proportionell mot den absoluta temperaturen.
* kinetisk energiekvation: Den kinetiska energin (KE) för en gasmolekyl ges av:KE =(1/2) MV², där M är massan och V är hastigheten.
* molmassa och hastighet: Eftersom den kinetiska energin för alla gasmolekyler vid en given temperatur är densamma, kommer tyngre molekyler (högre molmassa) att ha en lägre hastighet för att kompensera för deras större massa.
Matematisk representation:
Rot-medel-kvadrathastigheten (VRMS) för gasmolekyler ges av:
VRMS =√ (3RT/m)
Där:
* R är den perfekta gaskonstanten
* T är den absoluta temperaturen
* M är den molmassan
Denna ekvation visar tydligt det omvända sambandet mellan hastighet och molmassa.
Implikationer:
* diffusion: Lättare gaser diffunderar snabbare än tyngre gaser eftersom deras molekyler rör sig snabbare.
* effusion: Effusionshastigheten (passagen av gasmolekyler genom ett litet hål) är också omvänt proportionell mot kvadratroten av molmassan. Detta kallas Grahams utflödslag.
Exempel:
Vätgas (H2, molmassa =2 g/mol) kommer att ha en högre hastighet än syrgas (O2, molmassa =32 g/mol) vid samma temperatur. Därför flyr vätgas från en container snabbare än syrgas.
