Effuusio
Harkitse yllä kuvattua järjestelmää kaasunpaineen laskennassa, mutta säiliön seinämän A-tila on korvattava pienellä aukolla. Aukon t aikana aukon läpi poistuvien molekyylien lukumäärä on yhtä suuri kuin (1/2) (N / V) v z (At). Tässä tapauksessa molekyylien väliset törmäykset ovat merkittäviä, ja tulos pätee vain pienten reikien kohdalla hyvin ohuissa seinämissä (verrattuna keskimääräiseen vapaaseen polkuun), jotta reiän lähellä lähestyvä molekyyli pääsee läpi törmäämättä toisen molekyylin kanssa ja on taipunut pois. Suhde v z ja keskinopeus V on melko yksinkertainen: v z = (1/2) vastaan.
Jos verrataan kahden saman reiän läpi poistuvan kaasun määrää, aloittaen samalla kaasutiheydellä joka kerta, havaitaan, että paljon enemmän kevyttä kaasua karkaa kuin raskasta kaasua ja että enemmän kaasua karkaa korkeassa lämpötilassa kuin matalassa lämpötilassa, muut asiat ovat tasa-arvoisia. Erityisesti,
Viimeinen vaihe seuraa energiakaavasta, (1/2) mv 2 = (3/2) kT, missä (v 2) 1/2 arvioidaan olevan v, vaikka v 2 ja (v̄) 2 eroavat toisistaan numeerinen tekijä lähellä yksikköä (eli 3π / 8). Graham löysi tämän tuloksen kokeellisesti vuonna 1846 jatkuvan lämpötilan tapauksessa, ja se tunnetaan Grahamin effuusiolakina. Sitä voidaan käyttää molekyylipainojen mittaamiseen, alhaisen höyrynpaineen omaavan materiaalin höyrynpaineen mittaamiseen tai molekyylien haihtumisnopeuden laskemiseen nestemäisestä tai kiinteästä pinnasta.
Terminen transpiraatio
Oletetaan, että kaksi saman kaasun säiliötä, mutta eri lämpötiloissa, on kytketty pienellä reikällä ja että kaasu saatetaan tasaiseen tilaan. Jos reikä on riittävän pieni ja kaasutiheys on niin pieni, että tapahtuu vain effuusio, tasapainon paine on suurempi korkean lämpötilan puolella. Mutta jos alkuperäiset paineet molemmilla puolilla ovat samat, kaasu virtaa matalan lämpötilan puolelta korkean lämpötilan puolelle aiheuttaen korkean lämpötilan paineen nousun. Jälkimmäistä tilannetta kutsutaan termiseksi transpiraatioksi ja vakaan tilan tulosta kutsutaan termomolekyylipaine-erona. Nämä tulokset seuraavat yksinkertaisesti effuusiokaavaa, jos käytetään ihanteellista kaasua koskevaa lakia korvaamaan N / V p / T: llä;
Kun vakaa tila saavutetaan, efuusionopeudet ovat yhtä suuret, ja siten
Osborne Reynolds tutki tämän ilmiön ensimmäisen kerran kokeellisesti vuonna 1879 Manchesterissa, Englannissa. Virheitä voi aiheutua, jos kaasun paine mitataan astiassa erittäin matalassa tai erittäin korkeassa lämpötilassa kytkemällä se hienon putken kautta manometriin huoneenlämpötilassa. Jatkuva kaasukierto voidaan tuottaa yhdistämällä kaksi säiliötä toiseen putkeen, jonka halkaisija on suuri verrattuna keskimääräiseen vapaaseen polkuun. Paine-ero ajaa kaasua tämän putken läpi viskoosin virtauksen avulla. Tähän kiertävään virtaukseen perustuvalla lämpömoottorilla on valitettavasti matala hyötysuhde.
