Газовые законы
Под парциальным давлением газа Рп понимают давление этого газа в предположении, что при температуре смеси в объёме, занимаемом смесью, находится только рассматриваемый газ. В соответствии с законом Дальтона, давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов: Р= .
Для описания состояния идеального газа пользуются уравнением Менделеева-Клапейрона:
РV= , где: P – давление газа, Па; V – объём газа, м3; T – температура газа, К; m – масса газа, кг; M – мольная масса газа, кг/моль; R=8,31 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная.
Уравнением, объединяющим газовые законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, является:
, где: индекс «0» означает начальное состояние системы, например, при нормальных условиях; индекс «1» означает некоторое конечное состояние системы. Нормальными условиями (н.у.) считают Р0 =101,3кПа (нормальное атмосферное давление) и Т0=298К (25°С). Однако во многих случаях приходится использовать в качестве нормальной температуры не 298К, а 273К (0°С). Это обусловлено тем, что многие справочные данные, необходимые для расчётов, получены не при 298К, а именно при 273К.
Плотность любого газа можно определить как:
, кг/м3. Где: Мг – мольная масса газа; Vст=22,4 л/моль – объём, занимаемый 1 молем любого газа при н.у. (стандартный объём).
Плотность смеси газов определяется следующим образом:
, кг/м3. Где: ri – плотность итого газового компонента смеси, кг/м3; gi – объёмное содержание итого газового компонента смеси, %; n – количество газовых компонентов смеси.
Например, плотность атмосферного воздуха при н.у. составляет 1,29 кг/м3.
Плотность функционально зависит от температуры Т и давления Р:
Выведем функциональную зависимость плотности от температуры и давления. Для этого запишем объединённое уравнение в форме:
.
Аналогично плотности смеси газов рассчитывается мольная масса смеси газов:
, г/моль. Где: Мi – мольная масса итого газового компонента смеси, г/моль; gi – объёмное содержание итого газового компонента смеси, %; n – количество газовых компонентов смеси.
Например, мольная масса атмосферного воздуха при н.у. составляет около 29 г/моль.
Дата добавления: 2014-12-26; просмотров: 861;