Удельные значения функций и параметров смеси газов

Каждый из идеальных газов ведет себя в смеси автономно, т. е. так, будто других газов нет. Отсутствие межмолекулярного взаимодействия у идеальных газов обусловливает независимость их свойств от других газов, составляющих смесь. Следствием этой независимости свойств идеальных газов в смеси является строгая аддитивность таких термодинамических величин смеси как давление, внутренняя энергия, энтальпия и т. д.

(Термин «аддитивный» происходит от латинского additivus - полученный путем сложения)

Т. о. вышеперечисленные термодинамические величины для всей смеси получаются путем арифметического сложения соответствующих величин всех компонентов смеси.

Примеры аддитивных величин:масса смеси газов, внутренняя энергия смеси, энтальпия смеси, все термодинамические функции состояния смеси газов, включая характеристические функции () и энтропию (термодинамический параметр состояния).

Масса смеси:

Внутренняя энергия смеси nгазов массой , занимающих объем , равна:

где: - внутренняя энергия килограммов i -го газа в составе

смеси, Дж

Обозначим: u_см - удельная внутренняя энергия смеси газов (внутренняя энергия одного кг смеси), Дж / кг; u_i- удельная внутренняя энергия i -го газа смеси, Дж / кг

Тогда:

Окончательно:

Энтальпия смеси газов , Дж:

где: - энтальпия килограммов i - го газа в составе смеси; = 1, 2,.........., .

(В формулах для вычисления энтальпии индекс «i» для газа заменен на «» во избежание совпадения обозначений удельной энтальпии (i) и индекса i -го газа)

По аналогии с внутренней энергией можно получить формулу для удельной энтальпии смеси газов i_см, Дж / кг:

где: - удельная энтальпия i -го газа в составе смеси.

Все термодинамические функции состояния смеси газов также обладают свойством аддитивности.К функциям состояния помимо всех характеристических функций () относится также энтропия - термодинамический параметр состояния.

Здесь: - свободная энергия (энергия Гельмгольца, изохорно-изотермический потенциал);