การแพร่ของแก๊ส (Diffusion) หมายถึง กระบวนการที่โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า โดยโมเลกุลของแก๊สจะเคลื่อนที่ไปมาอย่างสุ่มและรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการแพร่กระจายของแก๊สไปทั่วบริเวณ
ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่ของแก๊ส
ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่ของแก๊ส ได้แก่
- ความเข้มข้นของแก๊ส ยิ่งความเข้มข้นของแก๊สสูง การแพร่ของแก๊สก็จะเร็วขึ้น
- อุณหภูมิของแก๊ส ยิ่งอุณหภูมิของแก๊สสูง โมเลกุลของแก๊สก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้น การแพร่ของแก๊สก็จะเร็วขึ้น
- ระยะทางในการแพร่ ยิ่งระยะทางในการแพร่ไกล การแพร่ของแก๊สก็จะใช้เวลานานขึ้น
- ขนาดของโมเลกุลของแก๊ส ยิ่งขนาดของโมเลกุลของแก๊สใหญ่ การแพร่ของแก๊สก็จะช้าลง
อัตราการแพร่ของแก๊ส
อัตราการแพร่ของแก๊ส (Rate of diffusion) หมายถึง ปริมาณแก๊สที่แพร่ผ่านพื้นที่ที่กำหนดในช่วงเวลาที่กำหนด อัตราการแพร่ของแก๊สสามารถคำนวณได้จากสมการของกฎการแพร่ของแกรห์ม (Graham’s law) ดังนี้
1 | r_1/r_2 = √(M_2/M_1) |
โดยที่
- r_1 และ r_2 คืออัตราการแพร่ของแก๊สชนิดที่ 1 และ 2 ตามลำดับ
- M_1 และ M_2 คือมวลโมเลกุลของแก๊สชนิดที่ 1 และ 2 ตามลำดับ
ตัวอย่างการแพร่ของแก๊สในชีวิตประจำวัน
- การแพร่กระจายของกลิ่น กลิ่นของอาหารจะแพร่กระจายไปทั่วห้องครัว เนื่องจากโมเลกุลของกลิ่นจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีกลิ่นเข้มข้นไปยังบริเวณที่มีกลิ่นจางลง
- การแพร่กระจายของอากาศ อากาศจะแพร่กระจายจากบริเวณที่มีอากาศบริสุทธิ์ไปยังบริเวณที่มีอากาศเสีย เนื่องจากโมเลกุลของอากาศจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความดันต่ำกว่าไปยังบริเวณที่มีความดันสูงกว่า
- การแยกแก๊สผสม แก๊สผสมบางชนิดสามารถแยกออกจากกันได้โดยใช้หลักการแพร่ของแก๊ส เช่น การแยกแก๊สไฮโดรเจนและออกซิเจนออกจากแก๊สธรรมชาติ
สรุป
การแพร่ของแก๊สเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่พบได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน การแพร่ของแก๊สมีประโยชน์มากมาย เช่น การกระจายกลิ่น การกระจายอากาศ และการแยกแก๊สผสม