グレアムの法則
グレアムの法則 (Graham's law) は、1846年にトーマス・グレアムによって定式化された。グレアムは実験的に気体の浸出は、粒子の質量の平方根に逆比例することを発見した。この式は次のように書くことができる。
Rate 1 Rate 2 = M 2 M 1 {\displaystyle {{\mbox{Rate}}_{1} \over {\mbox{Rate}}_{2}}={\sqrt {M_{2} \over M_{1}}}}
ここで、
Rate1は、気体1の浸出速度(単位時間当たりの体積またはモル数)
Rate2は、気体2の浸出速度
M1は、気体1の質量
M2は、気体2の質量
である。
グレアムの法則は、気体の浸出速度は、その分子量の平方根に逆比例することを述べている。そのため、気体1の分子量が気体2の4倍であれば、気体2は気体1の半分の速度で浸出する。グレアムの法則の完全に理論的な説明は、数年後に気体分子運動論を用いて行われた。グレアムの法則は、拡散により同位体を分離する方法の基礎となり、この方法は原子爆弾の開発に重要な役割を果たした。
グレアムの法則は、一度に1つの気体が穴から移動するような場合に最も正しくなる。別の気体の中で気体が拡散するような場合には、1つ以上の気体の運動が関わるため、近似的にしか成り立たない。