Соотношения для смесей идеальных газов. Закон Дальтона

Способы задания состава смеси. Закон Амага.

Для проведения термодинамических расчетов систем с газовыми смесями или растворами необходимо знать их состав. Состав смеси может быть задан:

- массовыми долями , где - молярная масса i -го компонента, кг/моль; M_i – относительная молекулярная масса i -го компонента; n_i – количество i -го вещества, моль;

для каждой фазы ;

- молярными долями , где - количество вещества смеси, моль; для каждой фазы сумма молярных долей компонентов смеси ;

- объемными долями, которые равны молярным долям , где - объем i -го компонента смеси, который при температуре и давлении смеси газов называется приведенным объемом; , м³/моль – молярный объем i-го компонента смеси. В соответствии с законом Авагадро молярные объемы всех компонентов смеси газов равны и , где . Сумма приведенных объемов компонентов смеси газов равна объему смеси (закон Амага), т.е. .

Состав смеси идеальных газов может быть также задан парциальными давлениями р_i, массовыми концентрациями и молярными концентрациями .

При задании состава растворов пользуются массовыми и молярными концентрациями.

Парциальное давление р_i – это давление i -го компонента газовой смеси при условии, что он занимает весь объем, предназначенный для смеси, при температуре смеси.

Средняя молярная масса смеси газов определяется выражением , кг/моль, где - масса смеси; - количество вещества смеси. Тогда

.

Удельная газовая постоянная смеси газов

, Дж/(кгК),

где Дж/(мольК) – молярная газовая постоянная; - молярная масса смеси.

Закон Дальтона:

, Па,

т.е. сумма парциальных давлений отдельных газов, входящих в смесь, равна полному давлению смеси. Таким образом, каждый газ в сосуде занимает весь объем при температуре смеси, находясь под собственным парциальным давлением.

Уравнение состояния для смеси идеальных газов имеет вид:

.

Для парциального давления и для приведенного объема i- го компонента смеси уравнения состояния имеют вид:

Тогда, разделив эти уравнения почленно первое на второе, имеем

.

Разделив уравнение на уравнение почленно, получим:

.

ГЛАВА 4. ТЕПЛОЕМКОСТЬ

Дата добавления: 2014-10-23