Газовые смеси

Смесь идеальных газов, химически не взаимодействующих ме­жду собой, называется идеальной газовой смесью.

Состав газовой смеси определяется количеством каждого из газов, входящих в смесь, и может быть задан массовыми или объ­емными долями. Массовая доля – отношением массы отдельного газа, входящего в смесь, к массе всей смеси:

, , , …, , ( 1.13)

где М₁, М₂, М₃, …, М_n – массы отдельных газов и М – масса всей смеси.

Объемной долей газа называют отношение объема каждого компонента, входящего в смесь, к объему всей газовой смеси при условии, что объем каждого компонента отнесен к давлению и температуре смеси (приведенный объем или парциальный объем, т.е. тот объем, который занимал бы компонент, если бы он, имея температуру смеси, находился под давлением смеси):

, , , ..., , (1.14)

где V₁, V₂, V₃, …, V_n – парциальные (приведенные) объемы компо­нентов газов, входящих в смесь; V – общий объем газовой смеси. Очевидно, что:

,

а также

.

В соответствии с законом Дальтона давление смеси р равно сумме парциальных давлений отдельных компонентов смеси (давление, которое имел бы данный компонент, если он занимал бы весь объем при температуре смеси):

.

Парциальные давления определяются проще всего, если из­вестны объемные доли отдельных компонентов, входящих в смесь:

, и т.д.

или вообще

,

где р_i – парциальное давление любого газа, входящего в смесь.

Если известны массовые доли, то парциальное давление любого газа, входящего в смесь,

. (1.15)

Газовую постоянную смеси газов () можно выразить или через газовые постоянные отдельных компонентов, входящих в смесь, или через кажущуюся молекулярную массу смеси (µ_см)

, Дж/(кг∙К) (1.16)

или

, Дж/(кг∙К) (1.17)

Уравнение состояния для i – го компонента смеси имеет вид

,

а для смеси газов

. (1.18)

. (1.19)