Стан та параметри газових сумішей

Газові суміші (як і суміші рідин і газів) характеризуються масовими або молярними концентраціями компонентів.

Об'ємний склад газової суміші приблизно співпадає з молярним, оскільки об'єми одного моля ідеальних газів в однакових фізичних умовах за законом Авогадро мають одне і те ж числове значення (при То = 273°К та Ро = 0.1013 МПа – V_о = 22,41 м³/моль).

Стан газових сумішей, тобто поводження окремих компонентів в газовій суміші, характеризується парціальним тиском і парціальним об'ємом.

Парціальний тиск компонента газової суміші - це тиск, який створює він один за умови видалення з об'єму, який займає суміш, решти компонентів, зберігаючи незмінним початковий об'єм і температуру.

Парціальний об'єм компонента газової суміші - це той об'єм, який займав би даний компонент у суміші газів, якби з неї були видалені решта компонентів за умови збереження початкових тиску та температури.

Суміші ідеальних газів характеризуються аддитивністю парціальних тисків та парціальних об'ємів. Це означає, що кожний газ у суміші ідеальних газів поводиться так, ніби він у даному об'ємі знаходиться один.

Аддитивність парціальних тисків описується законом

Дальтона: Р = Σ Рі,

(4.33)

де Р - загальний тиск;

Р_і- парціальний тиск і-компонента.

Відношення Р_і / Р характеризується відношенням п_і / N = у_і (молярна доля), де п_і - число молів і- го компонента в суміші; N - загальне число молів у суміші.

Рі/Р = пі / N = уі або Р·уі = Р.

(4.34)

Отже: парціальний тиск у суміші ідеальних газів Р_і дорівнює добутку його молярної долі в суміші у_і на загальний тиск суміші газів Р.

Аддитивність парціальних об'ємів описується законом Амага:

V = Σ Vі,

(4.35)

де V - загальний об'єм суміші;

V_і - парціальний об'єм і-го компонента.

Vі/ V = nі/N = уі або Vі = уі· V.

(4.36)

Отже: парціальний об'єм компонента V_і в суміші ідеальних газів дорівнює добутку його молярної долі в суміші у_і на загальний об’єм суміші газів V.

Для характеристики газової суміші необхідно знати її середню молекулярну масу, середню густину (в кг/м³) або відносну густину щодо повітря.

Якщо відомий молекулярний склад суміші (в %), то її середня молекулярна маса обчислюється за формулою

Мсум. = (у1М1 + у2М2 +....+ упМп) /100,

(4.37)

де: у₁, у₂,..у_п - молярні (об'ємні) концентрації компонентів, %;

М_і, М₂,.... М_п - молекулярні маси компонентів.

Якщо відомий масовий склад суміші (в %), то її середня молекулярна маса обчислюється за формулою:

Мсум. = 100/(g1/М1 + g2/М2 +.... + gп/Мп),

(4.38)

де g ₁, g₂,.... g_п - масові концентрації компонентів, %.

Густину суміші ρ_сум. (в кг/м³) визначають, користуючись обчисленою середньою молекулярною масою М_сум. за формулою:

ρсум. = Мсум./ 22,41.

(4.39)

Відносна густина суміші

∆сум. = ρсум./ ρпов. = ρсум./ 1,293.

(4.40)

Дата добавления: 2013-12-14