ไหล
พิจารณาระบบที่อธิบายไว้ข้างต้นในการคำนวณแรงดันแก๊ส แต่ด้วยพื้นที่ A ในผนังภาชนะแทนที่ด้วยรูเล็ก ๆ จำนวนโมเลกุลที่ลอดผ่านรูในเวลา t เท่ากับ (1/2) (N / V) v z (ที่) ในกรณีนี้การชนกันระหว่างโมเลกุลมีความสำคัญและผลที่ได้ก็คือหลุมเล็ก ๆ ในกำแพงที่บางมาก (เมื่อเทียบกับเส้นทางที่ไม่มีค่าเฉลี่ย) เพื่อให้โมเลกุลที่เข้าใกล้หลุมนั้นผ่านโดยไม่ชนกับโมเลกุลอื่นและ ถูกเบี่ยงเบนไป ความสัมพันธ์ระหว่าง v zและความเร็วเฉลี่ยv̄ค่อนข้างตรงไปตรงมา: v z = (1/2) v̄
หากเปรียบเทียบอัตราการปล่อยก๊าซสองชนิดที่แตกต่างกันผ่านหลุมเดียวกันเริ่มต้นด้วยความหนาแน่นของก๊าซที่เท่ากันในแต่ละครั้งพบว่ามีก๊าซเบา ๆ หนีออกมามากกว่าก๊าซหนักและก๊าซหนีออกมาที่อุณหภูมิสูงกว่าที่อุณหภูมิต่ำ สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง,
ขั้นตอนสุดท้ายตามมาจากสูตรพลังงาน (1/2) mv 2 = (3/2) kT โดยที่ (v 2) 1/2ใกล้เคียงกับ v แม้ว่า v 2และ (v̄) 2ต่างกันจริง ๆ ปัจจัยตัวเลขใกล้เอกภาพ (กล่าวคือ3π / 8) ผลลัพธ์นี้ถูกค้นพบในปี 1846 โดยเกรแฮมในกรณีของอุณหภูมิคงที่และเป็นที่รู้จักกันในนามกฎของเกรแฮม สามารถใช้วัดน้ำหนักโมเลกุลวัดความดันไอของวัสดุที่มีความดันไอต่ำหรือเพื่อคำนวณอัตราการระเหยของโมเลกุลจากพื้นผิวของเหลวหรือของแข็ง
การคายความร้อน
สมมติว่าสองภาชนะบรรจุของก๊าซเดียวกัน แต่ที่อุณหภูมิแตกต่างกันมีการเชื่อมต่อโดยรูเล็ก ๆ และก๊าซจะถูกนำไปสู่สถานะที่มั่นคง หากรูมีขนาดเล็กพอและความหนาแน่นของก๊าซอยู่ในระดับต่ำพอที่จะเกิดการไหลเพียงอย่างเดียวความดันสมดุลจะมีมากขึ้นที่ด้านอุณหภูมิสูง แต่ถ้าแรงดันเริ่มต้นทั้งสองด้านเท่ากันก๊าซจะไหลจากด้านอุณหภูมิต่ำไปยังด้านอุณหภูมิสูงเพื่อให้แรงดันอุณหภูมิสูงเพิ่มขึ้น สถานการณ์หลังเรียกว่าการคายความร้อนและผลลัพธ์ที่คงที่เรียกว่าความแตกต่างของความดัน ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นไปตามสูตรการไหลหากใช้กฎแก๊สอุดมคติเพื่อแทนที่ N / V ด้วย p / T;
เมื่อถึงสถานะที่มั่นคงอัตราการไหลจะเท่ากันดังนั้น
ปรากฏการณ์นี้ถูกตรวจสอบครั้งแรกโดย Osborne Reynolds ในปี 1879 ในแมนเชสเตอร์อังกฤษ ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้หากวัดความดันก๊าซในภาชนะที่อุณหภูมิต่ำมากหรือสูงมากโดยเชื่อมต่อผ่านท่อที่ละเอียดไปยังเครื่องวัดความดันที่อุณหภูมิห้อง การไหลเวียนของก๊าซอย่างต่อเนื่องสามารถเกิดขึ้นได้โดยการเชื่อมต่อภาชนะสองกับท่ออื่นที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับเส้นทางฟรีค่าเฉลี่ย ความแตกต่างของแรงดันช่วยขับแก๊สผ่านท่อนี้โดยการไหลแบบหนืด เครื่องยนต์ความร้อนซึ่งมีพื้นฐานมาจากการไหลเวียนนี้น่าเสียดายที่มีประสิทธิภาพต่ำ
