Теплотехника.

29. Парциальные давления.

Давление, записанное в виде: Р_i=N_iкТ/ V,

Где i= 1,2,..., r, называется парциальным. Здесь r– число газов в смеси;

N_i– число молекул i-го газа;

V– объем смеси;

к– постоянная Больцмана;

Т – температура.

Оно может быть найдено, если все основные параметры газа известны:

Р_i = m_iR_iТ/ V =m_iR_i/ mR = Рg_iR_i/ R = Рg_iМ/М_i

Если смесь задается объемными долями, то для получения парциального давления каждого газа обращаются к закону Бойля-Мариотта, из которого можно найти, что при Т = соnst:

Р_iV = РV_i и Р_i = РV_i / V = r_iР.

Парциальное давление любого газа вычисляется как произведение общего давления смеси газов на его объемную долю. Последнее уравнение используют при решении технических задач и при проверке тепловых установок. Объемные доли газов получают на опыте, используя газоанализаторы.

Физический смысл парциального давления Рiсостоит в том, что это есть давление i-го газа при условии, что он занимал бы объем V.

Закон Дальтона отражает зависимость между давлением смеси идеальных газов и их парциальными давлениями. Он гласит: давление смеси rидеальных газов и сумма их парциальных давлений равны между собой. Математическая формулировка закона Дальтона выглядит следующим образом:

Р = Р₁ + Р₂ + ...+ Р_r= NкТ/ V,

Где N = N₁ + N₂ +... + N_r – число молекул в смеси r газов.

Давление, которое оказывают молекулы каждого из rидеальных газов, не зависит от давления, оказываемого молекулами остальных газов. Причина такого явления заключается в том, что молекулы в идеальном газе не взаимодействуют. Было показано на опыте, что на высоких давлениях (порядка Ю⁶ Па) закон Дальтона не выполняется.