الضغط الجزئي

نظرًا لأن الضغط الجزئي والحجم الجزئي مفاهيم تتعلق بمخاليط الغاز ، فإننا نحدد أولاً ماهية خليط الغازات المثالية. لذلك ، خليط الغازات هو مزيج من عدة غازات مختلفة لا تدخل في تفاعل كيميائي في ظل ظروف معينة. في ظروف أخرى (على سبيل المثال ، زيادة الضغط) ، قد تتفاعل نفس الغازات كيميائيا. تتميز الخلائط بكمية فيزيائية مثل تركيز وزن الغاز $ g_i $ i ، وهو مكون من الخليط ، مع:

حيث N هو العدد الإجمالي للغازات المختلفة في الخليط ،

وتركيز المولي من $ x_i i-th من الغاز في الخليط ، مع:

حيث $ < nu> _i $ هو عدد مولات غاز $ i-th $ في الخليط.

ما هو الضغط الجزئي؟

الضغط الجزئي هو سمة مميزة لحالة مكونات مزيج من الغازات المثالية.

الضغط الجزئي $ (p_)) $ $ $ i-th $ من الغاز في الخليط يسمى الضغط الذي سيحدثه هذا الغاز إذا ، بالإضافة إلى ذلك ، كانت جميع الغازات الأخرى غائبة ، لكن الحجم ودرجة الحرارة بقيت على حالها.

حيث حجم $ V- $ من الخليط ، $ T $ - درجة حرارة الخليط. تجدر الإشارة هنا إلى أنه بسبب مساواة متوسط ​​الطاقات الحركية لجزيئات الخلائط ، يمكننا أن نتحدث عن المساواة في درجات الحرارة لجميع مكونات الخلائط في حالة التوازن الحراري الديناميكي.

يتم تحديد ضغط مزيج من الغازات المثالية p بموجب قانون دالتون:

لذلك ، يمكن التعبير عن الضغط الجزئي على النحو التالي:

ما هو حجم جزئي

المعلمة الهامة الأخرى لحالة خليط الغاز هي الحجم الجزئي.

حاول أن تطلب المساعدة من المعلمين

الحجم الجزئي البالغ $ V_i $ i-th $ من الغاز في الخليط هو الحجم الذي سيكون عليه الغاز إذا تمت إزالة جميع الغازات الأخرى من الخليط عند درجة حرارة وحجم ثابتين:

لمزيج من الغازات المثالية ، يحمل قانون Amag:

في الواقع ، إذا تم التعبير عن $ < nu> _i $ من (6) واستبدله في (4) ، فسنحصل عليه

يمكن حساب الحجم الجزئي بالصيغة:

تطيع معلمات الحالة لمزيج من الغازات المثالية معادلة Mendeleev-Klaiperon بالشكل التالي:

حيث تتعلق جميع المعلمات في المعادلة (9) بالمزيج ككل.

أو المعادلة (9) في بعض الأحيان أكثر ملاءمة للكتابة في هذا النموذج:

حيث R $= فارك<< mu> _> = R sum limit ^ N_< frac<< mu> _i >> $ هو ثابت الغاز المحدد للخليط.

اطرح سؤالاً على المتخصصين واحصل على
الرد في 15 دقيقة!

المهمة: عند 290 كيلوبايت ، يحتوي وعاء 1 مليون دولار ^ 3 دولارات على 0.5 دولار < cdot 10> ^ <-3> دولار من الهيدروجين و 0.10 دولار < cdot 10> ^ <-3> $ كجم من الهيليوم . أوجد الضغط الجزئي للهيليوم وضغط الخليط.

ابحث عن عدد الشامات لكل مكون من الخليط باستخدام الصيغة:

ثم عدد مولات الهيدروجين في الخليط ، إذا استخدم الجدول الدوري نجد أن الكتلة المولية للهيدروجين هي $ < mu> _= 2 cdot <10> ^ <-3> frac<кг><моль>$:

نستخدم معادلة Mendeleev-Klaiperon لإيجاد الضغوط الجزئية لكل مكون من الخليط:

ثم ضغط الهيدروجين:

نحسب الضغط الجزئي للهيدروجين:

وبالمثل ، نجد الضغط الجزئي للهيليوم:

نجد ضغط الخليط كمجموع ضغوط لمكوناته المكونة:

لذلك ، فإن ضغط الخليط يساوي:

الجواب: الضغط الجزئي للهيليوم هو 60.25 دولار باسكال ، وضغط الخليط هو 662.75 دولار باسكال.

المهمة: يحتوي خليط الغاز على 0.5 كجم $ O_2 $ و 1 كجم $ CO_2 $. حدد الحجم الذي سيتخذه خليط الغازات عند ضغط جو واحد ، إذا كانت الغازات تعتبر مثالية. تأخذ درجة حرارة الخليط يساوي 300 K.

أوجد كتلة خليط الغاز:

ابحث عن مكونات الكتلة للخليط $ g_i $:

نحسب ثابت غاز الخليط:

التعبير عن حجم الخليط الذي تم الحصول عليه من معادلة Mendeleev-Klaiperon:

دعونا نحسب وحدة التخزين ، بالنظر إلى أن p = 1 أجهزة الصراف الآلي. = $ <10> ^ 5Pa $:

الإجابة: يشغل الخليط حجمًا قدره 0.9 مليون دولار ^ 3. دولار

لم نعثر على الجواب
لسؤالك؟

فقط اكتب ما أنت
بحاجة الى مساعدة

مخاليط الغاز المثالية

بالنسبة للغاز المثالي ، يكون الضغط الجزئي في الخليط مساوياً للضغط الذي سيُمارس إذا احتل نفس الحجم مثل الخليط الغازي بأكمله في نفس درجة الحرارة. والسبب في ذلك هو أن قوى الجاذبية أو التنافر ، بحكم تعريفها ، لا تعمل بين جزيئات الغاز المثالي ، وتصادماتها بينها وبين جدران السفينة مرنة للغاية ، ووقت التفاعل بين الجزيئات ضئيل للغاية مقارنة بمتوسط ​​الوقت بين الاصطدامات. وبقدر ما تقترب ظروف المزيج الحقيقي للغاز من هذا النموذج المثالي ، فإن إجمالي ضغط المخلوط يساوي مجموع الضغوط الجزئية لكل غاز في المخلوط ، على النحو المنصوص عليه في قانون دالتون. على سبيل المثال ، إعطاء مزيج من الغاز المثالي من النيتروجين (N₂) ، الهيدروجين (H₂) والأمونيا (NH₃):

P = P N 2 + P H 2 + P N H 3 < displaystyle P = P _ << mathrm > _ <2>> + P_ << mathrm > _ <2>> + P_ << mathrm > _ <3> >> ، حيث:

P N 2 < displaystyle P _ << mathrm > _ <2> >> = الضغط الجزئي للنيتروجين (N₂)

P H 2 < displaystyle P _ << mathrm > _ <2> >> = الضغط الجزئي للهيدروجين (H₂)

P N H 3 < displaystyle P _ << mathrm > _ <3> >> = ضغط جزئي للأمونيا (NH₃)

مخاليط الغاز المثالية

يمكن التعبير عن الكسر المولي لمكونات الغاز الفردية في خليط غاز مثالي ضمن الضغوط الجزئية للمكونات أو الشامات للمكونات:

x i = P i P = n i n < displaystyle x _ < mathrm > = < frac >>

> = < frac >>>>

ويمكن الحصول على الضغط الجزئي لمكونات الغاز الفردية في الغاز المثالي باستخدام التعبير التالي:

P i = x i ⋅ P < displaystyle P _ < mathrm > = x_ < mathrm > cdot P> ، حيث:

يساوي جزء الخلد لمكون فردي في خليط الغاز جزء الكسر في هذا المكون في خليط الغاز.