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🛠️ 逸散速率計算器(格雷姆定律)

專業免費的 逸散速率計算器(格雷姆定律)。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
2.8274 與 rate₂ 相同的單位
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是逸散速率計算器?

逸散(effusion)是指氣體分子穿過微小開孔進入真空的過程。格雷姆定律告訴我們:較輕的氣體逸散得比較重的氣體更快——氣體的逸散速率與其莫耳質量的平方根成反比。本計算器運用格雷姆定律,在已知參考氣體(氣體 2)的逸散速率,以及兩種氣體的莫耳質量時,求出另一種氣體(氣體 1)的逸散速率。

使用方法

輸入氣體 2 的已知逸散速率(rate₂)、氣體 1 的莫耳質量(M₁)以及氣體 2 的莫耳質量(M₂),莫耳質量單位皆為 g/mol。計算器會以與 rate₂ 相同的單位回傳 rate₁,並附上無因次的速率比 rate₁/rate₂。

公式說明

格雷姆定律寫作

((r_1) ÷ (r_2)) = √(((M_2) ÷ (M_1)))
請留意,莫耳質量相對於速率是「對調」的——較輕的氣體(M 較小)擁有較高的速率。重新整理以求解未知量後得:
r_1 = r_2 × √(((M_2) ÷ (M_1)))
若 M_1 < M_2,則平方根大於 1,代表氣體 1 的逸散速度比氣體 2 快。

範例演算

以氦氣(M_1 = 4.0026 g/mol)與氧氣(M_2 = 31.998 g/mol)比較,並設氧氣的逸散速率 rate_2 = 1。則

r_1 = 1 × √(((31.998) ÷ (4.0026))) = √(7.994) ≈ 2.827
也就是說,氦氣的逸散速度約為氧氣的 2.83 倍——這與它小得多的莫耳質量完全相符。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

逸散與擴散是同一回事嗎?
兩者相關;格雷姆定律對兩者皆可作為近似使用,但嚴格來說,它描述的是氣體穿過小孔的逸散現象。
rate₂ 應該用什麼單位?
任何一致的速率單位皆可(mol/s、體積/時間,甚至相對值 1)。rate₁ 會以相同的單位回傳。
為什麼莫耳質量要對調?
在相同溫度下(平均動能相等),較輕的分子移動得較快,因此較小的 \(M_1\) 會對應較大的速率。