Лекция 2 Смесь идеальных газов Лекция 2 Смесь идеальных газов Э Э нергомашиностроение. 6 Закон Дальтона. Уравнения состояния смеси. Формулы для расчета смесей. Лекции по ТиТ доцент каф. Э6, ктн Рыжков С.В.

2 Закон Дальтона ( гг.) формулируется так: если смесь состоит из газов, которые не вступают между собой в химические реакции, то каждый газ ведет себя так, как будто он один занимает весь объем, в котором находится смесь. Из этого закона, следует что каждый газ, находящийся в смеси, оказывает на стенки сосуда, в котором заключена смесь, такое давление, какое он оказывал бы, занимая сам весь объем сосуда. Такое давление называется парциальным. Давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов: называют массовыми долями первого, второго и т. д. газов, входящих в смесь. В этих отношениях те т 1,т 2...т n массы отдельных газов, входящих в смесь; m см масса смеси газов. Очевидно, что (1) Закон Дальтона (2)

3 Отношения называют объемными долями первого, второго и т. д. газов, входящих в смесь. В этих отношениях V 1, V 2... V n объемы отдельных газов, входящих в смесь, взятых при давлении и температуре смеси, называют приведенными или парциальными объемами данных компонентов. Из закона Бойля Мариотта можно найти приведенные объемы компонентов: Из уравнений (4) видно, что (4) (3)

4 Уравнение состояния смеси В этих уравнениях R 1, R 2... R n газовые постоянные отдельных газов. Просуммировав уравнения (5), получаем можно записать выражение в скобках можно представить следующим образом: (5) (6) (7)

5 (8) (9) (10) μ см кажущаяся молекулярная масса (некоторое условное понятие молекулярной массы)

6 Формулы для расчета смесей Между массовыми и объемными долями существует зависимость, которую для любого газа, входящего в смесь, например для n-ного, можно получить следующим образом:

7 Эти соотношения справедливы для любого газа, входящего в смесь. Рассмотрим способ определения состава смеси через числа киломолей компонентов. Пусть смесь состоит из n газов; тогда приведенные объемы каждого из них можно выразить числом киломолей, т. е. (11) (12) ν 1, ν 2, ν п их числа киломолей. Объем смеси газов также можно выразить числом киломолей, т. е. где ν см число киломолей смеси, равное частному от деления массы смеси на кажущуюся молекулярную массу смеси.

8 Учитывая, что объем киломолей для всех газов, в том числе и для смеси, при одинаковых параметрах есть величина постоянная, последнее уравнение можем переписать в виде (13) (14) Таким образом, задание смеси числом киломолей равносильно заданию ее объемными долями. Найдём кажущуюся молекулярную массу смеси: вычисляем её для каждого компонента g i Из уравнения следует, что

9 (15) (16) а) Если смесь задана объемными долями:

10 (17) (18) (19) а) Если смесь задана объемными долями: б) Если смесь задана массовыми долями: б) Если смесь задана массовыми долями:

11 Контрольные вопросы Закон Дальтона. Парциальное давление Кажущаяся молекулярная масса Уравнения состояния смеси. Формулы для расчета смесей.