Efusió
Considerem el sistema descrit anteriorment en el càlcul de la pressió del gas, però amb l’àrea A de la paret del recipient es substitueix per un forat petit. El nombre de molècules que s’escapen pel forat en el temps t és igual a (1/2) (N / V) v z (At). En aquest cas, les col·lisions entre molècules són importants i el resultat només es manté per a forats minsos en parets molt primes (en comparació amb el camí lliure mitjà), de manera que una molècula que s’acosta prop del forat passarà sense xocar amb una altra molècula i essent desviat. La relació entre v z i la velocitat mitjana v̄ és força directa: v z = (1/2) v̄.
Si es comparen les taxes de dos gasos diferents que surten pel mateix forat, començant per la mateixa densitat de gas cada cop, es troba que s’escapa molt més gas lleuger que el gas pesat i que s’escapa més gas a alta temperatura que a temperatura baixa., iguals altres coses. En concret,
El darrer pas es desprèn de la fórmula energètica, (1/2) mv 2 = (3/2) kT, on (v 2) 1/2 s'aproxima a v, tot i que v 2 i (v̄) 2 es diferencien per un factor numèric proper a la unitat (és a dir, 3π / 8). Graham va ser descobert experimentalment el 1846 per Graham en el cas de la temperatura constant i es coneix com la llei de l'effusionament de Graham. Es pot utilitzar per mesurar pesos moleculars, per mesurar la pressió de vapor d’un material amb baixa pressió de vapor o per calcular la velocitat d’evaporació de molècules des d’una superfície líquida o sòlida.
Transpiració tèrmica
Suposem que dos contenidors del mateix gas però a temperatures diferents estan connectats per un petit forat i que el gas es manté en estat constant. Si el forat és prou reduït i la densitat de gas és prou baixa que només es produeixi una efusió, la pressió d'equilibri serà més gran pel costat d'alta temperatura. Però, si les pressions inicials a banda i banda són iguals, el gas fluirà des del costat de baixa temperatura fins al costat de alta temperatura per fer que la pressió a alta temperatura augmenti. Aquesta darrera situació s'anomena transpiració tèrmica i el resultat en estat constant s'anomena diferència de pressió termomolecular. Aquests resultats es desprenen simplement de la fórmula d’efectivació si s’utilitza la llei ideal del gas per substituir N / V per p / T;
Quan s'arriba a un estat estacionari, els índexs d'efusió són iguals, i així
Aquest fenomen va ser investigat per primera vegada per Osborne Reynolds de manera experimental el 1879 a Manchester, Anglaterra. Es poden produir errors si es mesura la pressió del gas en un recipient a temperatura molt baixa o molt alta connectant-la mitjançant un tub fi a un manòmetre a temperatura ambient. Es pot produir una circulació contínua de gas connectant els dos recipients amb un altre tub el diàmetre del qual és gran en comparació amb el camí lliure mitjà. La diferència de pressió condueix el gas a través d’aquest tub per un flux viscós. Malauradament, un motor de calor basat en aquest flux circulant té una eficiència baixa.
