Смесь газов

Рассмотрим процесс смешения: исходное состояние – 2 газа в стандартных условиях, конечное состояние смесь газов при той же температуре и том же общем давлении.

p⁰_A, T, n_A p⁰_B, T, n_B

p_A + p_B = p⁰, T, n_A, n_B

DG _A = ; DG_B = n_BRT ln p_B/p_B⁰.

DG = DG _A + DG_B = RT(n_A ln p_A/p_A⁰ + n_B ln p_B/p_B⁰) (8.18)

Используя уравнение (8.10), можно также записать

DG_pT = n_A(m_A - m_A⁰) + n_B(m_A - m_A⁰). (8.19)

Сравнение уравнений (8.18)и(8.19) приводит к следующему выражению для химического потенциала компонента газовой смеси

m_A = m_A⁰ + RT ln p_A/p⁰ и m _B = m_B⁰ + RT ln p_B/p⁰,

т.е. химический потенциал компонента идеальной газовой смеси зависит от парциального давления этого компонента

m_k = m_k⁰ + RT ln p _k (8.20)

8.6. Реальные газы

Химический потенциал идеального газа линейно зависит от логарифма давления (Рис.8.2). Для реального газа зависимость будет криволинейной. За стандартное состояние идеального газа принимают его состояние при давлении 1 атм (ln p˚= 0). Казалось бы на основании уравнения (8.25), что для реального газа – стандартным будет состояние при летучести, рав-ной единице (ln f ˚= 0, точкаm^*). На самом деле стандартное состояние одно и то же для обоих газов: f⁰ = p⁰ = 1. Для того, чтобы придти к стандартному состоянию реальный газ нужно расширить по изотерме до бесконечно малого давления, где реальный и идеальный газы имеют одинаковые свойства, в том числе и химические потенциалы, а затем сжать до р = 1 по изотерме идеального газа. Такое сложное определение стандартного состояния позволяет все отклонения реального газа от идеального выразить через коэффициент летучести g, который связывает летучесть и давление:

f = gp, или g = f/p. (8.26)

Свойства реальных и идеальных газов сближаются по мере уменьше-ния давления lim f/p _p®0 = 1. g _p®0 = 1. (8.27)

Таким образом, именно коэффициент активность выражает отклонение реального газа от идеального и связан с взаимодействиями, существующими в реальном газе. Отношение летучести к стандартному давлению называется активностью

a = f/f⁰ = p/p⁰. (8.28)

Лекция № 9

Дата добавления: 2013-12-12