考虑一个充满一定压力的气体的容器。容器与另一个不含气体的容器(即真空)之间用一个带有小孔的隔板隔开,小孔的表面积为 A 0 {\displaystyle A_{0}} 。第一个容器中的气体将以一定速率通过小孔进入第二个容器。这种现象称为渗透,气体通过小孔的速度称为渗透速率。
渗透速率可以定义为小孔表面积 A 0 {\displaystyle A_{0}} 与粒子碰撞容器壁的速度 Z w {\displaystyle Z_{w}} 的乘积。
速率 = d N d t = Z w A 0 {\displaystyle {\frac {dN}{dt}}=Z_{w}A_{0}}
其中 Z w {\displaystyle Z_{w}} 由下式给出
下面推导的渗透速率是相对于气体从充满的容器中逸出的速率。
速率 = − d N d t = − Z w A 0 = − p A 0 ( 2 π m k B T ) 1 / 2 {\displaystyle -{\frac {dN}{dt}}=-Z_{w}A_{0}={\frac {-pA_{0}}{\left(2\pi mk_{B}T\right)^{1/2}}}}
N = p V k B T {\displaystyle N={\frac {pV}{k_{B}T}}}
通过积分求解微分方程。