Каждый газ, входящий в газовую смесь, занимает тот же объём, что и сама газовая смесь, и имеет температуру, равную температуре смеси. Таким образом, состояние отдельных газов в смеси характеризуется следующими величинами:
P1, V, T;
P2, V, T;
×××××××××××××
Pn, V, T,
где V и T – объём и температура смеси газов; р1, р2, …, рn – парциальные давления отдельных газов. Будем считать, что каждый газ, входящий в смесь, подчиняется уравнению Клапейрона, т.е.
PiV = miRiT.
Тогда для газовой смеси массой m можно записать уравнение в виде
PV = mRсмT
где Rсм =8314.2/mсм.
Уравнение состояния для 1 кг смеси примет вид
Pvсм = RсмT или P = r смRсмT
где vсм, r см – собственно удельный объём и плотность смеси газов.
Газовая постоянная Rсм, как и кажущаяся молекулярная масса смеси mсм, зависит от состава смеси и для одной и той же газовой смеси принимают различные значения при изменении её состава. Поэтому задачей расчёта характеристик газовой смеси является определение: газовой постоянной Rсм, или средней молекулярной массы смеси газов; парциальных давлений газов, входящих в смесь; средней плотности r см, или удельного объёма смеси газов.