Ефузія (фізика)

У хімії та фізиці, ефузія[1] (від лат. effusio — від effundo – розливаю) — процес, за якого окремі молекули проникають через отвір без зіткнень між собою. Це відбувається, якщо діаметр отвору значно менший, ніж довжина вільного пробігу молекул[2]. За законом Грема, швидкість витікання газу (тобто кількість молекул, що проходять через отвір за секунду) залежить від його молекулярної маси; гази з нижчою молекулярною масою протікають швидше, ніж гази з більшою молекулярною масою. Як випливає з розподілу Максвелла, для газу за даної температури T середня швидкість молекули дорівнює

${\displaystyle \langle v\rangle ={\sqrt {\frac {8kT}{\pi m}}}={\sqrt {\frac {8RT}{\pi M}}},}$

де k — стала Больцмана, R — універсальна газова стала, m — маса молекули, M — молярна маса газу.

Таким чином, у газу з легшими молекулами за даної температури середня швидкість молекул вища. Це призводить до того, що через отвір в одиницю часу проходить більше молекул. Саме тому повітряна куля, наповнена газом з низькою молекулярною масою (наприклад, воднем), залишена в спокої на деякий час, здувається швидше, ніж повітряна куля, заповнена газом з більшою молекулярною масою (азотом).