Грахамын шүүдэсжилтийн хууль нь шүүдэсжилт гэж нэрлэгддэг жижиг нүхээр дамжин гарах хийн үйл ажиллагааг тодорхойлдог зарчим юм. Энэ хуулийг 1848 онд Шотландын химич Томас Грахам томъёолжээ. Грахамын хууль нь хийн шүүдэсжилтийн хурд нь түүний молийн массын квадрат язгууртай урвуу хамааралтай болохыг тайлбарладаг. Энэ нь хөнгөн хий нь хүнд хийтэй харьцуулахад илүү хурдан ялгардаг гэсэн үг юм.
Шүүдэсжилт гэдэг нь хийн молекулууд савнаас жижиг нүхээр дамжин вакуум руу гарах үйл явц юм. Шүүдэсжилтийг тархалттай андуурч болохгүй, энэ нь хийн молекулууд жигд тархах хүртэл орон зайд тархах явдал юм. Шүүдэсжилт нь саад тотгороор дамжин хийн хөдөлгөөнд төвлөрдөг бол диффуз нь задгай талбайд хий тархахад чиглэдэг.
Грахамын хуулийг математикийн хувьд дараах байдлаар илэрхийлж болно.
\( \frac{Rate_1}{Rate_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}} \)Хаана:
Энэ тэгшитгэл нь хий ялгарах хурд нь түүний молийн массын квадрат язгуурын урвуутай шууд пропорциональ байна гэсэн үг юм. Тиймээс бага молийн масстай хий нь их молийн масстай хийтэй харьцуулахад илүү хурдан ялгарах болно.
Жишээ 1: Устөрөгч ба хүчилтөрөгчийг харьцуулах.
Устөрөгч (H 2 ) ба хүчилтөрөгч (O 2 ) хийг авч үзье. Устөрөгчийн молийн масс нь ойролцоогоор 2 г / моль, хүчилтөрөгч нь ойролцоогоор 32 г / моль юм. Грахамын хуулийг хэрэглэх нь:
\( \frac{Rate_{H_2}}{Rate_{O_2}} = \sqrt{\frac{32}{2}} = \sqrt{16} = 4 \)Энэ нь устөрөгчийн хий хүчилтөрөгчийн хийнээс дөрөв дахин хурдан ялгардаг гэсэн үг юм.
Жишээ 2: Үнэртэй усны үнэр тархах.
Үнэртэй ус цацахад үнэр нь өрөөнд хурдан тархдаг. Энэ нь сүрчигний молекулуудын жижиг молийн масстай холбоотой бөгөөд энэ нь Грахамын хуулийг дагаж агаарт хурдан тархах боломжийг олгодог.
Грахамын хууль нь шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлийн үйл явцад хэд хэдэн практик хэрэглээтэй:
Грахамын хууль нь хийн төлөв байдлын талаар үнэ цэнэтэй ойлголтыг өгдөг боловч зарим хязгаарлалттай байдаг:
Хэдийгээр энэ хичээлд туршилт хийх шаардлагагүй ч Грахамын хуулийг хэрхэн харуулахыг ойлгох нь ашигтай. Нэг энгийн туршилт нь нэгд нь гелий, нөгөөд нь нүүрсхүчлийн хий гэх мэт өөр өөр хийгээр дүүргэсэн хоёр бөмбөлөг ашиглах явдал юм. Эдгээр бөмбөлөгүүдийг хий ялгаруулах төхөөрөмжид холбосноор хий бүр бөмбөлөгөөс гарах хурдыг ажиглаж болно. Бөмбөлөг тус бүрийг унтраахад зарцуулсан хугацааг хэмжих нь Грахамын хуулийг бодитоор харуулж чадна.
Грахамын шүүдэсжилтийн хууль нь хийг судлах үндсэн зарчим юм. Энэ нь жижиг нүхээр янз бүрийн хий хэрхэн ялгардаг талаар тодорхой ойлголт өгдөг бөгөөд шинжлэх ухаан, технологийн янз бүрийн салбарт чухал хэрэглээтэй байдаг. Хязгаарлагдмал байдлаас үл хамааран Грахамын хууль нь хий, хийн хольцтой ажилладаг эрдэмтэн, инженерүүдэд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл хэвээр байна.
