Свойства газовых смесей

       СЛАЙД 44. Под газовой смесью понимают механическую смесь отдельных газов, не вступающих между собой ни в какие химические реакции. При этом каждый газ в смеси, независимо от других газов, полностью сохраняет свои свойства и ведет себя так, как если бы он один занимал весь объем смеси. Все реальные газы в интересующем нас диапазоне температур (от -60 до 60°С) и атмосферном или близком к нему давлении полностью подходят под понятие идеального газа, поэтому каждый отдельный газ, входящий в смесь, считается идеальным газом. Так как смесь состоит из нескольких компонентов, то ее состояние не может быть определено лишь двумя параметрами, и необходимы дополнительные величины, характеризующие состав смеси.

       Обычно состав смеси идеальных газов задают массовыми () или объемными () долями. Массовые доли  определяются как отношение массы компонента смеси () к массе всей смеси (m _см) (18):

,                                  (18)

При этом

  Объемные доли (), определяемые как отношение парциального объема компонента () к объему смеси (V _см) по формуле (19):

.                                                    (19)

При этом

Под парциальным объёмом газа понимают объём, который занимал бы этот газ, если бы его температура и давление соответствовали температуре и давлению смеси.

Соотношения между массовыми и объёмными концентрациями имеют вид (20)

 или (20)

Общее давление идеальных газов р _см, составляющих смесь, в соответствии с законом Дальтона,равно сумме парциальных давлений отдельных газов р_i (21):

                                    (21)

 

1.3. Свойства газовых смесей

1.3.4. Газовая постоянная смеси

       Уравнение Менделеева-Клапейрона справедливо как для отдельного компонента, так и для смеси в целом (22) (23):

                                             (22)

                                      (23)

       Если просуммировать уравнение (22) по всем компонентам, то получим (24):

.                             (24)

Согласно закону Дальтона (21), левые части уравнений (22-24) равны, следовательно, равны правые и для универсальной газовой постоянной смеси (25):

                                                (25)

 

Если задан объёмный состав смеси, то (26)

                                                        (26)

Понятие универсальной газовой постоянной распространяется и на смеси (27)

                            (27)

 

1.3.5. Молекулярная масса газовой смеси

       Если известна величина газовой постоянной смеси, то средняя молекулярная масса, условная величина относящаяся к такому условно однородному газу, у которого число молекул и общая масса равны числу молекул и массе смеси газов, определяется из выражения (28):

.                                                                 (28)

Если смесь задана массовыми долями, то (29)

                                      (29)

При задании смеси объёмными долями (30)

.                                        (30)

Парциальные давления компонентов газовой смеси могут быть определены (31) (32):

 - через массовые доли из уравнения Клайперона: (31)

- через объемные доли из уравнения Бойля-Мариота:              (32)

СЛАЙД 45. Удельные теплоемкости газовой смеси могут быть определены (33) (34):

 - через массовые доли:             (33)

- через объемные доли:                             (34)