Лекция 3. СМЕСЬ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ 1. Основные свойства газовых смесей. Способы задания газовых смесей 2. Газовая постоянная смеси газов 3. Средняя молярная масса смеси газов 4. Парциальные давления
1. Основные свойства газовых смесей • Газовая смесь - смесь отдельных газов, не вступающих между собой ни в какие химические реакции • Каждый газ в смеси независимо от других газов полностью сохраняет все свои свойства и ведет себя так, как если бы он один занимал весь объем смеси • Молекулы газа создают давление на стенки сосуда, которое называется парциальным (частичным)
Закон ДАЛЬТОНА: общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений отдельных газов, составляющих смесь: (3. 1) Парциальное давление — это давление, которое имел бы каждый газ, входящий в состав смеси, если бы этот газ находился один в том же количестве, в том же объеме и при той же температуре, что и в смеси.
• Заменяем газовую смесь каким-то газом, имеющим газовую постоянную и молекулярную массу такую же, как смесь. • Все величины без значков будем относить к газовым смесям, а величины со значками — к отдельным газам
Свойства смеси газов: 1. В газовой смеси температура всех газов одинакова, объем занимаемый каждым газом равен предоставляемому объему 2. При одинаковой температуре во всей массе газа по уравнению ( - кинетическая энергия прямо пропорциональна абсолютной температуре) кинетическая энергия всех молекул одинакова (кинетическая энергия газов входящих в смесь одинакова). Т. е. каждый входящий в смесь газ ведет себя так, как будто других газов в смеси нет, он распространяется по всему объему и производит соответствующее давление на стенки.
Способы задания смеси газов • Массовыми долями: Массовой долей называется отношение массы каждого газа к общей массе смеси: m 2 m 1 m 3 m 4 m 5 … mn m
• Объемными долями: Объемной долей называется отношение парциального (приведенного) объема каждого газа к общему объему смеси газов: V V 1 V V 2 3 Парциальным объемом газа называется 4 объем, который V занимал бы этот газ, если бы его температура и давление V 5… равнялись температуре и давлению смеси газов. Vn
• Молярными долями: Задание смеси молярными долями равнозначно заданию её объемными долями.
Соотношения между массовыми и объемными долями (3. 2) (3. 2') (3. 2")
2. Газовая постоянная смеси газов (3. 3) Удельная газовая постоянная смеси газов равна сумме произведений массовых долей каждого газа на его удельную газовую постоянную.
(3. 4) (3. 5) (3. 6)
3. Средняя молярная масса смеси газов • Средняя молярная масса представляет собой условную величину и относится к такому однородному газу, у которого число молекул и общая масса равны числу молекул и массе смеси газов (3. 7)
(3. 8) (3. 9) Средняя молярная масса смеси газов равна сумме произведений объемных долей на молярные массы отдельных газов, составляющих, смесь
4. Парциальные давления (3. 10) (3. 11) • Парциальное давление каждого газа равно произведению общего давления смеси газов на его объемную долю