4.Смеси (смесь) идеальных газов

В качестве рабочих тел (веществ, с помощью которого происходит преобразование энергии) используются как чистые вещества, так и смеси (растворы).

Все, что мы изучали пока (уравнения состояния, определения и формулы для термических и калорических параметров), относилось к чистым веществам. Посмотрим, какие изменения надо внести в уравнения и формулы в случае смесей.

Сначала дадим определения.

Чистое вещество - вещество, все молекулы которого одинаковы

Примеры: вода, этиловый спирт, азот, хлористый натрий, медь

Смесь (раствор) - совокупность химически не взаимодействующих нескольких чистых веществ. Когда они образуют смесь, их называют компонентами, а саму смесь - многокомпонентной системой.

Примеры: воздух, водоаммиачные растворы, водка, сплавы металлов

Частным случаем смесей (растворов) является газовая смесь (смесь различных газов)

Пример: воздух,

Смесь идеальных газов - совокупность материальных точек, отличающихся массой

Ее можно рассматривать как идеальный газ с некоторыми средними характеристиками.

СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ СОСТАВА СМЕСИ (идеальных газов)

Самый главный параметр смеси - это состав. Именно через него определяются средние характеристики. Посмотрим, как он задается.

1.Весовая концентрация (весовая доля, массовая доля, весовая долевая концентрация) - g

, где i - номер газа, n - общее число газов

M - масса смеси, М_i - масса i-го газа

Бинарная смесь: g₁ и g₂ или g и 1-g

2.Молярная концентрация (мольная доля) - x

, где

N_i - число молей i-ого газа, N - общее число молей смеси

Бинарная смесь: N₁ и N₂ или N и 1-N

Связи между g и N:

3.Объемные доли - r

Если бы i-й компонент смеси находился не под парциальным давлением, а под полным давлением смеси, то он бы имел меньший объем. Этот объем V_i называют парциальным объемом (приведенным объемом i-ого газа)

r_i=V_i/V_см

Объемная доля численно равна мольной доле, и она связана с массовой долей также как и мольная.

Единицы измерения: доли (относительные единицы) и проценты

Основной закон газовой смеси: Закон Дальтона:

Каждый отдельный идеальный газ ведет себя в идеально-газовой смеси так, как будто он один занимает весь объем смеси. Каждый газ (компонент смеси) имеет (оказывает) свое давление.

Давление это называется парциальным. Сумма парциальных давлений и есть давление смеси: (Закон Дальтона)