¿Por qué el gas más pesado se mueve hacia arriba, desafiando a la gravedad?

La respuesta está en la siguiente afirmación: “Tal fenómeno se debe al hecho de que las partículas de gas se mueven al azar con velocidades muy altas “.

La difusión es el movimiento neto de moléculas o átomos desde una región de alta concentración (o alto potencial químico) a una región de baja concentración (o bajo potencial químico). Las moléculas en movimiento son autopropulsadas por energía térmica.

Las partículas de gas son, por supuesto, afectadas por la gravedad. Sin embargo, dado que los átomos de gas tienen una alta energía cinética (proporcional a la temperatura), las moléculas del gas están continuamente empujando alrededor debido a las excitaciones térmicas. Resulta que el rebote de las moléculas debido a las excitaciones térmicas es increíblemente más fuerte que el efecto de la gravedad en las moléculas (¿recuerdas que la fuerza gravitatoria es la más débil del universo?).

Así que la gravedad en cada átomo individual es básicamente despreciable, y las partículas esencialmente se difunden en todas las direcciones al azar, incluso hacia arriba contra la gravedad.

En primer lugar, no es eso el gas más pesado debe moverse hacia abajo y el gas más liviano debe moverse hacia arriba. Es solo que el gas más pesado se mueve hacia arriba solo porque puede viceversa.

Por ejemplo, considere dos frascos, uno con aire (A) y otro con un gas coloreado pero más pesado (B) . Cuando la jarra que contiene aire gaseoso se invierte sobre la jarra que contiene gas B, se observa que el gas B , aunque es más pesado, se mueve hacia arriba para mezclarse con el aire en la jarra que se mantiene en la parte superior. Esto se debe a que la difusión es causada debido a la colosión entre las moléculas. El gas más pesado tiene suficiente energía cinética y velocidad para moverse contra la gravedad hacia el recipiente superior. De manera similar, aunque el aire es más ligero, se mueve hacia abajo a medida que choca al azar y se mueve hacia abajo. Después de un tiempo, el gas y el aire se esparcirán uniformemente, tanto en la jarra superior como en la inferior.

Esto se debe a que la difusión es causada debido a la colosión entre las moléculas. El gas más pesado tiene suficiente energía cinética y velocidad para moverse contra la gravedad hacia el recipiente superior. De manera similar, aunque el aire es más ligero , se mueve hacia abajo a medida que choca al azar y se mueve hacia abajo .

El gas más pesado puede moverse hacia arriba o hacia abajo al mismo tiempo que el gas frío se mueve en la dirección opuesta.