L’effusione: le molecole leggere escono prima dal buco
Un recipiente con un forellino nella parete contiene una miscela di due gas. Le molecole escono quando per caso arrivano sul buco: quelle più veloci ci arrivano più spesso. Il gas più leggero quindi esce più in fretta, e la miscela che resta si arricchisce del gas pesante.
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r₁ / r₂ = √(m₂ / m₁)
Il numero di molecole che arrivano sul buco in un secondo è proporzionale alla loro velocità media, che a parità di temperatura è proporzionale a 1 / √m. È la legge trovata sperimentalmente da Thomas Graham nel 1846.
Il rapporto misurato fra le molecole uscite oscilla all’inizio, perché ne escono poche; con il passare del tempo si avvicina al valore previsto. Poi si allontana di nuovo, perché dentro restano via via più molecole pesanti.
L’effusione attraverso barriere porose fu usata per separare gli isotopi dell’uranio: l’esafluoruro con uranio 235 è appena più leggero di quello con uranio 238, e servivano migliaia di passaggi per arricchirlo.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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