Физика

Смесь идеальных газов — это идеальный газ, каждый из компонентов которого равномерно распределен по всему объему, занимаемому газом.

Смесь идеальных газов подчиняется уравнению Менделеева — Клапейрона (уравнению состояния), которое записывается в традиционной форме:

pV = νRT,

где p — давление смеси газов; V — объем, занимаемый смесью газов; ν — количество вещества в смеси газов; R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль ⋅ К); T — температура смеси идеальных газов.

Давление смеси идеальных газов вычисляется при помощи закона Дальтона:

p = p ₁ + p ₂ + ... + p _n ,

где p ₁, p ₂, ..., p _n  — парциальные давления компонентов смеси, т.е. давления, которые бы оказывал каждый из компонентов смеси газов при условии, что он занимает весь объем.

Давления каждого из компонентов смеси определяются следующим образом:

• давление первого компонента смеси

$p_1=\frac{{\nu }_{1}RT}{V}$;

• давление второго компонента смеси

$p_2=\frac{{\nu }_{2}RT}{V}$; ...

• давление n-го компонента смеси

$p_n=\frac{{\nu }_{n}RT}{V}$,

где ν₁ — количество вещества первого компонента смеси; ν₂ — количество вещества второго компонента смеси, ...; ν _n  — количество вещества n-го компонента смеси; R — универсальная газовая постоянная, R ≈ 8,31 Дж/(моль ⋅ К); T — температура смеси; V — объем сосуда, заполненного смесью газов (объем смеси).

Средняя молярная масса смеси рассчитывается по формуле

$\langle M\rangle =\frac{m}{\nu }$,

где m — масса смеси газов; ν — количество вещества в смеси газов.

Масса смеси газов складывается из масс его компонентов:

m = m ₁ + m ₂ + ... + m _n ,

где m ₁ — масса первого компонента смеси; m ₂ — масса второго компонента смеси, ...; m _n  — масса n-го компонента смеси.

Количество вещества в смеси газов определяется как сумма количеств вещества каждого из компонентов:

ν = ν₁ + ν₂ + ... + ν _n ,

количество вещества первого компонента смеси —

${\nu }_1=\frac{m_1}{M_1}$,

количество вещества второго компонента смеси —

${\nu }_2=\frac{m_2}{M_2}$, ...,

количество вещества n-го компонента смеси —

${\nu }_n=\frac{m_n}{M_n}$,

где M ₁ — молярная масса первого компонента смеси; M ₂ — молярная масса второго компонента; ...; M _n  — молярная масса n-го компонента смеси.