Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Смесь идеальных газов

Универсальное уравнение состояния идеального газа.

Идеальным газом называется такой газ, у которого отсутствуют силы взаимного притяжения и отталкивания между молекулами и пренебрегают размерами молекул. Все реальные газы при высоких температурах и малых давлениях можно практически считать как идеальные газы.
Уравнение состояния как для идеальных, как и для реальных газов описываются тремя параметрами по уравнению (1.7).
Уравнение состояния идеального газа можно вывести из молекулярно-кинетической теории или из совместного рассмотрения законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.
Это уравнение было выведено в 1834 г. французким физиком Клапейроном и для 1 кг массы газа имеет вид:

Р·υ = R·Т, (2.10)

где: R - газовая постоянная и представляет работу 1 кг газа в процессе при постоянном давлении и при изменении температуры на 1 градус.
Уравнение (2.7) называют т ермическим уравнением состояния или характеристическим уравнением.
Для произвольного количества газа массой m уравнение состояния будет:

Р·V = m·R·Т. (2.11)

В 1874 г. Д.И.Менделеев основываясь на законе Дальтона ("В равных объемах разных идеальных газов, находящихся при одинаковых температурах и давлениях, содержится одинаковое количество молекул") предложил универсальное уравнение состояния для 1 кг газа, которую называют уравнением Клапейрона-Менделеева:

Р·υ = Rμ·Т/μ, (2.12)

где: μ - молярная (молекулярная) масса газа, (кг/кмоль);

Rμ = 8314,20 Дж/кмоль (8,3142 кДж/кмоль) - универсальная газовая постоянная и представляет работу 1 кмоль идеального газа в процессе при постоянном давлении и при изменении температуры на 1 градус.
Зная Rμ можно найти газовую постоянную R = Rμ/μ.
Для произвольной массы газа уравнение Клапейрона-Менделеева будет иметь вид:

Р·V = m·Rμ·Т/μ. (2.13)

Газовой смесью понимается смесь отдельных газов, вступающих между собой ни в какие химические реакции. Каждый газ (компонент) в смеси независимо от других газов полностью сохраняет все свои свойства и ведет себя так, как если бы он один занимал весь объем смеси.
Парциальное давление – это давление, которое имел бы каждый газ, входящий в состав смеси, если бы этот газ находился один в том же количестве, в том же оюъеме и при той же температуре, что и в смеси.
Газовая смесь подчиняется закону Дальтона:
Общее давление смеси газов равно сумме парциальных давленийотдельных газов, составляющих смесь.

Р = Р1 + Р2 + Р3 +... Рn = ∑ Рi, (2.14)

где Р1, Р2, Р3... Рn – парциальные давления.
Состав смеси задается объемными, массовыми и мольными долями, которые определяются соответственно по следующим формулам:

r1 = V1 / Vсм; r2 = V2 / Vсм; … rn = Vn / Vсм, (2.15)
g1 = m1 / mсм; g2 = m2 / mсм; … gn = mn / mсм, (2.16)
r1 = ν1 / νсм; r2 = ν2 / νсм; … rn = νn / νсм, (2.17)

где V1; V2; … Vn; Vсм –объемы компонентов и смеси;
m1; m2; … mn; mсм – массы компонентов и смеси;
ν1; ν2; … νn; νсм – количество вещества (киломолей)
компонентов и смеси.
Для идеального газа по закону Дальтона:

r1 = r1; r2 = r2; … rn = rn. (2.18)

Так как V1 +V2 + … + Vn = Vсм и m1 + m2 + … + mn = mсм,

то r1 + r2 + … + rn = 1, (2.19)
g1 + g2 + … + gn = 1. (2.20)

Связь между объемными и массовыми долями следующее:

g1 = r1∙μ1см; g2 = r2∙μ2см ; … gn = rn∙μnсм, (2.21)

где: μ1, μ2, … μn, μсм – молекулярные массы компонентов и смеси.
Молекулярная масса смеси:

μсм = μ1 r1 + r2 μ2+ … + rn μn. (2.22)

Газовая постоянная смеси:

Rсм = g1 R1 + g2 R2 + … + gn Rn =
= Rμ (g11 + g22+ … + gnn ) =
= 1 / (r1/R1 + r2/R2+ … + rn/Rn). (2.23)

Удельные массовые теплоемкости смеси:

ср см. = g1 ср 1 + g2 ср 2 + … + gn ср n. (2.24)
сv см. = g1 ср 1 + g2 сv 2 + … + gn сv n. (2.25)

Удельные молярные (молекулярные) теплоемкости смеси:

срμ см. = r1 срμ 1 + r2 срμ 2 + … + rn срμ n. (2.26)
с см. = r1 с 1 + r2 с 2 + … + rn с n. (2.27)

Тема 3. Второй закон термодинамики.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Теплоемкость газа | Энтропия. Основные положения второго закона термодинамики
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1984; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.